WO2009139031A1 - 骨付き肉の載架方法及び装置、並びに載架用動作プログラム - Google Patents
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- WO2009139031A1 WO2009139031A1 PCT/JP2008/058702 JP2008058702W WO2009139031A1 WO 2009139031 A1 WO2009139031 A1 WO 2009139031A1 JP 2008058702 W JP2008058702 W JP 2008058702W WO 2009139031 A1 WO2009139031 A1 WO 2009139031A1
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A22C—PROCESSING MEAT, POULTRY, OR FISH
- A22C17/00—Other devices for processing meat or bones
- A22C17/004—Devices for deboning meat
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- A22C17/0093—Handling, transporting or packaging pieces of meat
Definitions
- the present invention relates to a method and apparatus for automating the step of mounting the present invention on the transfer line in a deboning step of removing bone while sequentially transferring the boned meat gripped on the transfer line, and the mounting apparatus.
- the present invention relates to a loading operation program to be operated.
- Patent Document 1 discloses a bone removing apparatus in which a pig thigh site is subjected to semi-automated bone removing work and a bone removing method using the bone removing machine.
- This deboning apparatus is designed to perform the pretreatment step, the lower leg bone deboning step and the femur bone deboning step while suspending and conveying the ankle part of the work with a moving clamp attached to the transfer chain and moving it. .
- the worker In the pretreatment process, while transporting the work with a clamper, the worker removes the hipbone and sacrococcyge that hit the hip bone of the work, and performs creasing of the lower femur and femur.
- the cutter mechanism cuts around the lower femur or femur while stripping off the meat attached to the bone with a meat separator while suspending the work with a clamper at each station, The body tissues such as meat, muscle and tendon attached to bones are cut, and meat is gradually separated.
- the musing allows the work to be rotated at a predetermined angle with respect to the cutter mechanism, and a cutter is inserted around the circumference of the bone at a predetermined position in the longitudinal direction of the bone so that the living tissue can be cut.
- Patent Document 2 discloses a creasing method and apparatus that automates the creasing process performed in the previous step of the deboning process in the process of deboning chicken thighs.
- This creasing means is provided at the creasing station provided on the transport track of the buffer conveyor with a mechanism for holding the chicken thigh and a mechanism for creasing the meat, and the holding mechanism causes the chicken to maintain the meat in the set posture. In this condition, the muscle is put in place by the muscle putting mechanism.
- the present invention achieves labor saving by making it possible to completely automate the work of mounting a boned meat on a clamp device or hanger attached to a boned line of boned meat. With the goal.
- a method of mounting boned meat is: In the deboning step of deboning while transporting the boned meat with a transport device, in the method of mounting the boned meat on the transport device, Place the front side projections of the boned meat on the conveyor in the direction of the conveyor to transfer the boned meat downstream of the conveyor, The guide surface of the V-shaped guide provided on the conveyor surface on the downstream side of the conveyor and having a gap through which the front projection can pass in the center temporarily suspends the movement of the boned meat, and the movement of the conveyor surface moves the boned Positioning the front side projection such that the front side projection of the meat protrudes forward from the space; A multi-axis articulated arm having a gripping part operated along a preset movement trajectory, grips the positioned front side projection part and transports it to the loading part of the transfer device.
- the boned meat is placed on the conveyor with the front side protruding portion on the conveyor traveling direction side, and the boned meat is transferred to the conveyor downstream side.
- the V-shaped guide is provided on the downstream side of the conveyor, and the boned meat is interrupted by the V-shaped guide, and its movement is temporarily stopped.
- the conveyor since the conveyor is moving, the boned meat is gradually pressed against the guide surface of the V-shaped guide.
- the front projection slides on the guide surface and is pushed forward from the central distance. In this state, the body portion of the boned meat is blocked by the V-shaped guide and stagnates.
- the boned meat is positioned at the installation position of the V-shaped guide.
- the leading side protrusion protruding from the interval of the V-shaped guide is gripped by the gripping portion of the multi-axis articulated arm operated along the preset movement trajectory, It is intended to carry to the frame.
- the V-shaped guide is positioned by temporarily holding the boned meat, it is easy to be grasped by the grasping portion of the multi-axial articulated arm.
- the movement of the conveyor acts as a force to cause the front side projection of the boned meat to project from the space of the V-shaped guides, the front side projection can be reliably protruded from the space of the V-shaped guides. Therefore, since the front side projection can be easily gripped by the multi-axis articulated arm, gripping failure is eliminated.
- the work of mounting the boned meat on a clamp device or a hanger or the like attached to a transfer line such as a transfer chain can be completely automated and labor saving can be achieved. be able to.
- the motion trajectory and the motion timing of the grip portion of the multiaxial articulated arm may be program-controlled in accordance with the operation of the entire bone removing process.
- the motion trajectory of the grip portion of the multi-axis articulated arm may be taught in advance, and the grip portion may be operated based on the motion trajectory thus taught.
- the boned meat body side is gripped from the clamping position among the boned meat tip side projections by the holding portion of the multiaxial articulated arm, and the boned meat is raised when the polyaxial articulated arm is lifted.
- the grip portion is slid relative to the boned meat to its clamping position by its own weight.
- the conveyor surface of the conveyor is also used as a table for pretreatment of boned meat
- the boned meat can be transferred by simply conveying the pretreated boned meat on the conveyor as it is. Can be mounted automatically.
- the boned meat lifted by the grip portion of the multi-axial articulated arm is suspended on a clamp base provided at the loading portion of the transfer line and having a gap into which the narrowest portion of the boned meat fits.
- the boned meat is transferred to the clamp device in synchronization with the movement of the clamp device provided on the carrier device by a pusher provided on the clamp base.
- the boned meat gripped by the grip portion of the multi-axial articulated arm can be transferred to the transfer device with a simple configuration.
- the apparatus for loading boned meat according to the present invention for carrying out the method of the present invention is: A deboning device for transporting boned meat by a transport device and deboning treatment at each processing station provided along the transport device, wherein the boned meat is placed on the transport device, A conveyor provided in the vicinity of the loading portion of the conveyance line, and a V-shaped guide provided on the conveyor surface of the conveyor and having a space in the center of which the front side projection of the boned meat can pass.
- the holding unit is operated along a preset movement trajectory, and the holding unit holds the front-side projection of the bone-in meat protruding in the advancing direction of the conveyor from the interval of the V-shaped guide by the holding unit to mount the transfer line Equipped with a multi-axis articulated arm that carries up to The prongs of the boned meat, which is temporarily stagnated by the V-shaped guide and positioned from the interval of the V-shaped guide, are gripped by the gripping portion of the multi-axial articulated arm and carried to the mounting portion It is a thing.
- the holding parts of the multi-axial articulated arm are constituted by a pair of clamp pieces which are close to and separated from each other and have recesses for holding a boned meat on opposite sides. It is preferable to slide the most detail of the boned meat into the recess when grasping and lifting the front side projection of the boned meat. According to such a configuration, it is possible to reliably grasp the boned meat by the grasping portion of the multi-axial articulated arm, and there is no mistaking.
- the method of the present invention when the method of the present invention is carried out, as a program for controlling the movement locus and movement timing of the holding part of the multi-axis articulated arm, the front side projection of the boned meat protruding from the interval of the V-shaped guide is held. It is preferable to use a program for operating the grip of the multi-axial articulated arm so as to lift and carry it to the loading part of the transfer line.
- the holding portion of the multi-axial articulated arm is configured by a pair of clamp pieces which are close to and separated from each other and have recesses for grasping boned meat on opposite sides
- the operation program is a multi-axial articulated joint.
- it may be configured to operate so as to narrow the distance between the clamp pieces in synchronization with the sliding of the boned meat into the recess by the weight of the boned meat when the boned meat is lifted. .
- the clamping position of the bone-in meat can be reliably gripped by the concave portions of the pair of clamping pieces.
- the front side protrusion of the boned meat on the conveyor are placed in the direction of conveyor movement to transfer boned meat to the conveyor downstream side, and a V-shaped guide is provided on the conveyor surface on the conveyor downstream side and has a distance through which the front projection can pass at the center And temporarily position the front side projection of the boned meat forward from the gap by moving the conveyor surface while positioning the front side projection in advance.
- the multi-axial articulated arm having the gripping part operated along the movement locus grasps the tip side projection part positioned and conveys it to the mounting part of the conveying device, thereby making the boned meat Holding by multi-axis articulated arm for transportation Because it rests of the rests part, and can be automated by a machine regardless of the rests process of bone-in meat in hand, you can achieve labor saving.
- the bone-removing apparatus mounts the boned meat on the carrier by a deboning apparatus for conveying the boned meat by the carrier and deboning at each processing station provided along the carrier.
- a conveyor provided in the vicinity of the loading portion of the transfer line, and a V-shaped guide provided on the conveyor surface of the conveyor and having a gap at the center of the front end portion of the boned meat in the center thereof;
- the holding unit is operated along a preset movement trajectory, and the holding unit holds the front-side projection of the bone-in meat protruding in the advancing direction of the conveyor from the interval of the V-shaped guide by the holding unit to mount the transfer line
- a multi-axis articulated arm carrying up to and holding the leading end of the boned meat temporarily suspended by the V-shaped guide and positioned from the interval of the V-shaped guide with the grip of the multi-axial articulated arm Since the boned meat can be gripped by the multi-axial articulated arm and mounted on the mounting portion of the transfer device by being configured to be carried to the mounting
- the grip portion of the multi-axial articulated arm so as to grip and lift the front side protrusion of the boned meat protruding from the interval of the V-shaped guide and carry it to the loading portion of the transfer line.
- the present invention relates to the right leg / left leg discrimination device of the bone removing device according to the embodiment, wherein (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA in (a). It is a side view of the drive part of the right leg / left leg discrimination device of the bone removal apparatus concerning the said embodiment. It is a front view of the workpiece
- the right leg pig thigh part is shown, (a) is a front view, (b) is a cross-sectional view taken along the line BB in (a), (c) is a cross section taken along the line CC in (a) FIG. It is a top view of the back support mechanism of the bone removal apparatus concerning the said embodiment.
- FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG. 21 (a). The post-muscle putting apparatus of the deboning apparatus which concerns on the said embodiment is shown, (a) is a front view, (b) is I part enlarged view in (a). It is explanatory drawing which shows the lower thigh bone isolation
- FIG. 32 is a view on arrow JJ in FIG. 31.
- FIG. 32 is a view on arrow KK in FIG. 31. It is a top view of the chucking device of the above-mentioned femur part deboning device. It is a partially expanded front view of the above-mentioned femur part deboning device. It is explanatory drawing which shows sequentially the deboning process by the said femoral part deboning apparatus.
- FIG. 1 is a whole block diagram of the deboning apparatus which concerns on this embodiment
- FIG. 2 is a whole block diagram of the deboning process implemented with this deboning apparatus.
- a pig thigh site (hereinafter referred to as “work”) 1 is a bone located on the front side near the knee joint portion 5 of the lower femur 2, the femur 3, the hipbone 4, and the femur 3 from the ankle side. (Patella) 6 and the flesh 7 surrounding these bones.
- work a pig thigh site
- the flesh 7 surrounding the lower femur 2 is made up of a chikin 7d and a shin meat 7e, and the flesh 7 surrounding the femur 3 is a shintama 7a, also the inner thigh. 7b and 7c, which have a fat layer 1a on the outer peripheral surface of 7c.
- the hip bone 4 is manually removed by the operator.
- the multi-axial articulated arm 31 is used to place the ankle portion 8 of the work 1 from which the bones 4 have been removed on the transfer line of the bone removing apparatus.
- the work 1 is suspended at random on the clamper 11 attached to the moving chain 12 constituting the transfer line without distinction between the right leg and the left leg.
- each automated processing step from the anterior musing station 40 to the bone removal station 110 shown in FIG. 1 is performed.
- the moving chain 12 is disposed in the horizontal direction, and is moved at a constant speed by the driving device 13 to form a traveling circuit of the clamper 11.
- the clamper 11 has a recess into which the ankle portion 8 of the work 1 can be inserted, and is mounted on the moving chain 12 at equal intervals. Then, the transfer path formed by the moving chain 12 is moved at a constant speed in the horizontal direction while suspending the work 1. From the front creasing station 40 to the rear creasing station 80, the work 1 is suspended with the fat layer side 1a directed to the back side (the inside of the cyclic conveyance path formed by the moving chain 12).
- the right leg or the left leg is discriminated as described later.
- a mechanism for rotating the clamper 11 and a rocking fulcrum 11a (see FIGS. 26 and 36 etc.) for tilting the clamper 11 in the transport direction b are provided corresponding to the determination result.
- the clamper rotation mechanism is used in the first to third muscle insertion stations 50 to 70, and the tilting mechanism is a process for removing meat from the lower leg bones at the lower leg bone separation station 90, and the femoral bone separation station 100. In the process of removing meat from the femur.
- belt conveyors 21 and 22 are arranged in parallel.
- the belt conveyors 21 and 22 move at a constant low speed in the direction of arrow a, where the operator P removes the hip bone 4 from the work 1 as a pretreatment.
- a variable speed belt conveyor 23 is continuously provided downstream of the belt conveyor 21, and a variable speed belt conveyor 24 is continuously provided downstream of the belt conveyor 22.
- sensors 25 and 26 for detecting the passage of the work 1 are provided.
- the line after the belt conveyor 23 or 24 is disposed in the area surrounded by the sill 14.
- the operator P places the ankle portion 8 of the work 1 from which the hip bone 4 has been removed in the direction of the arrow a and on the belt conveyor 21 or 22 with the fat layer 1a downward.
- the orientation of the ankle portion 8 does not have to be precisely aligned with the axial direction of the belt conveyor, and the stringency is not required. That is, the ankle portion 8 may be directed in the arrow a direction with respect to the belt conveyor width direction orthogonal to the arrow a direction.
- the work 1 placed on the belt conveyor 21 or 22 is inherited by the belt conveyor 23 or 24 and conveyed.
- a V-shaped guide 27 is provided at the end of the moving direction of the belt conveyors 23 and 24, a V-shaped guide 27 is provided.
- the V-shaped guide 27 is composed of a pair of rectangular guide plates 27a, 27a arranged in the direction of arrow a from the both side edges of the belt conveyor 23 or 24 so as to be inclined.
- the guide plate 27 is disposed with its surface in the vertical direction, and the lower side is disposed in parallel with the conveyor surface with a slight gap between the guide plate 27 and the conveyor surface.
- a space s1 through which the ankle portion 8 of the work 1 can pass is provided at the center between the two guide plates 27.
- the work 1 from which the hip bone 4 has been removed reaches the V-shaped guide 27, the work 1 is pressed against the surface of the V-shaped guide 27 by the movement of the belt conveyor 23 or 24 in the direction of arrow a.
- the ankle portion 8 slides on the surface of the V-shaped guide 27 to reach the distance s1, and further, is pushed forward through the distance s1. This state is shown in FIG.
- a mounting station 30 is provided, and a six-axis vertical articulated arm 31 for mounting the work 1 on a bone removing line is provided.
- an air chuck device 311 is attached to the tip of the mounting arm 31.
- the air chuck device 311 includes a pair of chuck pieces 312 and 312 movable in directions to approach or separate from each other.
- the air chuck device 311 incorporates a drive device 314 including an air cylinder.
- the driving devices 314 drive the chuck pieces 312 and 312 in directions approaching or separating from each other.
- the chuck pieces 312 and 312 are provided with recesses 313 and 313 for gripping the ankle portion 8 of the work 1 on the sides facing each other. Then, the ankle portion 8 protruding forward from the gap s1 of the V-shaped guide 27 is gripped and lifted by the chuck pieces 312, 312, and carried to the transfer device 32 described later. Then, the work 1 is suspended on the clamper 11 via the transfer device 32.
- the present bone removing apparatus is provided with a controller 120 for controlling the operation of the entire bone removing apparatus.
- the controller 120 controls the speed of the moving chain 12, the operation of each processing station, and other devices throughout the bone removing line.
- the controller 120 stores an operation trajectory and an operation timing of the mounting arm 31, and a mounting operation program 126 for controlling the operation of the chuck pieces 312 and 312.
- the control signal according to the loading operation program 126 is transmitted from the controller 120 to the driving device 315 of the loading arm 31 and the driving device 314 of the air chuck device 311, and according to this control signal, the loading arm 31 and the chuck pieces 312, Activate 312.
- the controller 120 includes an arithmetic unit 125.
- the calculating means 125 calculates the optimum moving speed of the belt conveyor 23 or 24 from the timing when the passage of the work 1 is detected by the sensor 25 or 26, and the speed of these belt conveyors is used as the work gripping timing of the loading arm 31.
- the drive device 28 or 29 of the belt conveyor 23 or 24 is controlled to match. That is, when gripping the work 1 by the loading arm 31, the belt conveyor 23 or 24 is such that the ankle portion 8 of the work 1 exists at the interval s1 of the V-shaped guide 27 by either the belt conveyor 23 or 24. Control the moving speed of
- the configuration of the transfer device 32 will be described based on FIG.
- the ankle portion 8 of the work 1 is gripped by the chuck pieces 312 and 312 of the mounting arm 31, and the work 1 is suspended on the clamp base 321.
- the clamp base 321 is composed of a pair of horizontally arranged plates, between which the most details of the ankle portion 8 of the work 1 can be inserted and has a spacing s3 having a dimension capable of suspending the ankle portion 8.
- the air cylinder 322 pushes the work 1 whose ankle portion 8 is suspended on the clamp base 321 in the direction of the relay clamp base 323.
- the relay clamp stand 323 comprises a pair of plates horizontally disposed between the clamp stand 321 and the moving chain 12, and has a gap s4 of the same dimension as the gap s3 between the plates.
- the relay clamp table 323 is moved at the same speed in the same direction (the transport direction b) as the clamper 11 in synchronization with the clamper 11 by a drive device (not shown).
- the air cylinder 324 provided on the relay clamp stand 323 directs the work 1 suspended on the relay clamp stand 323 toward the clamper 11. Push out. Thus, the work 1 is inserted into the space s5 provided on the clamper 11 and suspended by the clamper 11.
- the spacing s5 of 11 is set to the same dimension.
- FIG. 6 shows the positioning condition of the work 1 on the belt conveyor 23 or 24 and the suspension state of the work 1 with the clamp base 321 and the clamper 11.
- FIGS. 7 (a) to 7 (c) show the work 1 as a belt. The procedure from mounting on the conveyor 23 or 24 to the clamp stand 321 is shown.
- step 1 shown in FIG. 7A the workpiece 1 is positioned on the belt conveyor 23 or 24, and the chucking pieces 312 of the mounting arm 31 at the ankle portion 8 projected from the gap s1 between the V-shaped guides 27.
- step 2 shown in FIG. 7 (b) the ankle portion 8 is gripped and lifted by the chuck pieces 312 and 312.
- step 3 shown in FIG. 7C the work 1 lifted by the mounting arm 31 is pushed into the space s3 between the clamp stands 321 and suspended on the clamp stand 321. After suspending the work 1 on the clamp base 321, the chuck pieces 312, 312 are separated from each other to release the gripping of the work 1, and then the loading arm 31 is retracted.
- the shape of the lower femur 2 of the work 1 is tapered so as to spread from the finest detail toward the tip of the ankle portion 8.
- the tip end portion of the ankle portion 8 is locked on the clamp base 321 or the clamper 11 by inserting the vicinity of the most detailed part of the ankle portion 8 into the clamp base 321 or the clamper 11 of the transfer device 32.
- Work 1 can be suspended.
- the clamp position i at which the ankle portion 8 locks to these clamp devices has an interval s2 to s5. And the width of the tapered portion of the ankle portion 8 coincide with each other. Since the intervals s2 to s5 have the same size, the clamp positions i at which the ankle portion 8 is locked to the various clamp devices are the same. Therefore, when transferring the work 1 from the mounting arm 31 to the clamp stand 321, as shown in FIG. 7C, the movement trajectory of the chuck pieces 312 and 312 is brought as close as possible to the clamp stand 321. Transfer can be done smoothly and reliably.
- the position of the ankle 8 projecting from the interval s 1 of the V-shaped guide 27 varies due to the difference in the solid of the work 1. That is, as shown in FIG. 6, when the large work 1 (B) and the small work 1 (S) are positioned, the length of the ankle portion 8 projecting from the gap s1 between the V-shaped guides 27 is different. . Therefore, the clamp position i of the work 1 (B) and the smaller work 1 (S) causes a variation j at the position where it protrudes from the V-shaped guide 27.
- a projecting force causing the ankle portion 8 to project from the interval s1 of the V-shaped guide 27 is generated. 8 is projected from the interval s1.
- the ankle portion 8 can be projected from the space s1 to a portion closer to the work main body than the most detailed portion, so that the chuck position can be set closer to the work main body than the variation range of the clamp position i.
- the chuck pieces 312 and 312 are brought closer to the work main body than the variation range. Then, the distance between the chuck pieces 312 and 312 is narrowed to grip the ankle portion 8.
- the weight of the workpiece 1 is applied to the chuck pieces 312 and 312, and the workpiece 1 slides downward.
- the bone shape spreads toward the tip of the ankle, and thus stops at the clamp position i.
- the control signal from the controller 120 based on the mounting operation program 126 is controlled to narrow the distance between the chuck pieces 312, 312.
- the workpiece 1 is gripped to start raising the workpiece 1 so that the chuck position approaches the clamp position i by the weight of the workpiece 1 and at the same time narrows the distance between the chuck pieces 312 and 312. Then, when the workpiece 1 is lifted by the mounting arm 31 and the full weight of the workpiece 1 is applied to the chuck pieces 312 and 312, as shown in FIG.
- the ankle portion 8 is a recess of the chuck pieces 312 and 312 At the same time as fitting into the slots 313 and 313, the distance between the chuck pieces 312 and 312 is made the narrowest. At this time, the chuck position of the work 1 reaches the clamp position i. By following such an operation procedure, the ankle portion 8 of the work 1 can be reliably gripped by the chuck pieces 312 and 312 of the mounting arm 31, and the work 1 can be mounted on the clamp base 321 without falling off.
- the operations of the mounting 6-axis articulated arm 31 and the chuck pieces 312 and 312 are program-controlled, and the workpiece 1 after the pretreatment is gripped by the chuck pieces 312 and 312. Since the suspension 11 is suspended, the work of mounting the work 1 on the clamper 11 can be automated. In addition, since the workpiece 1 after the pretreatment transferred by the belt conveyor 23 or 24 is temporarily held at the installation position of the V-shaped guide 27 and positioned, the chuck pieces 312 and 312 can be easily attached to the ankle portion 8 of the workpiece 1 Can be adjusted to
- the ankle portion 8 protruding from the space s1 between the V-shaped guides 27 is pushed out from the space s1 by the biasing force of the belt conveyor 23 or 24 moving in the arrow a direction, the ankle portion 8 from the space s1 Can be reliably projected, and the chuck position can be determined closer to the work body than the variation range of the clamp position i. Then, the chuck position can be made coincident with the clamp position i by sliding the work 1 from the chuck pieces 312, 312 by the weight of the work 1 applied to the chuck pieces 312, 312 as the work 1 is pulled up.
- the transfer of the work 1 can be performed smoothly and reliably. Further, in the pretreatment station 20, since the belt conveyors 21 or 22 are also used as a pretreatment table, the configuration of the pretreatment station 20 can be simplified.
- a left / right discrimination device 33 for discriminating the right leg / left leg of the work 1 is disposed. After the work 1 is suspended on the clamp base 321 with the fat layer 1a facing the clamper 11 side, the work 1 is temporarily pushed on the clamper 11 side by the air cylinder 322. Stop it. Therefore, the distinction between the right leg and the left leg of the work 1 is determined.
- the configuration of the left / right discrimination device 33 will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
- FIG. 8 With respect to the workpiece 1 stopped at the front surface of the left / right discrimination device 33, a pair of measurement arms 331 and 332 are brought close to a position sandwiching the workpiece 1 from both sides. Then, the pair of measurement arms 331 and 332 are brought close to each other to sandwich the work 1.
- the drive mechanism of the measuring arm 331 or 332 will be described with reference to FIG.
- racks 333 and 334 are connected to measuring arm 331 (or 332) in the direction perpendicular to each other.
- the racks 333 and 334 are screwed to the pinion 335.
- the cylinder rod 337 of the air cylinder 336 is attached to one of the measurement arms 331 (or 332), and the distance ⁇ (or ⁇ ) between the measurement arms 331 (or 332) is adjusted by driving the air cylinder 336. It is configured.
- An encoder 338 is attached to the pinion 335, and the encoder 338 detects the rotation angle or rotation number of the pinion 335. Since the air cylinder 336 is driven by air which is a compressible fluid, the measuring arm 331 (or 332) sandwiches the work 1 and automatically stops when it receives a predetermined reaction force from the work 1.
- the detection signal of the encoder 338 is transmitted to the left / right discrimination means 121 incorporated in the controller 120, and the left / right discrimination means 121 calculates the interval ⁇ (or ⁇ ).
- the thickness of the work 1 is different from right to left due to the removal of the hip bone 4 at the pretreatment station 20.
- FIG. 8 is an example of work 1 (R) of the right leg, and the interval ⁇ and the interval ⁇ are compared. For example, when ⁇ > ⁇ , when the work 1 is the right leg and ⁇ ⁇ Is determined to be the left leg.
- the work 1 of the right leg is displayed as 1 (R)
- the work 1 of the left leg is displayed as 1 (L).
- the left / right discrimination device 33 of this configuration measurement is performed with the workpiece 1 standing still on the front surface of the left / right discrimination device 33 and measurement is made based on the difference in thickness between the left and right sides of the workpiece 1.
- the device configuration may also be sufficient with simple equipment such as the measurement arms 331 and 332.
- the work 1 is mounted on the clamper 11.
- the clamper 11 is moved in the direction of the arrow b at a constant velocity by the drive device 13 and then reaches the anterior creasing station 40.
- the workpiece 1 At the front creasing station 40, the workpiece 1 first reaches the front of the workpiece length detection device 41.
- the configuration of the workpiece length detection device 41 will be described based on FIGS. 10 and 11.
- a pedestal 140 is provided to face the transfer line of the work 1.
- the pedestal 140 is provided with a proximity switch or limit switch 141 (hereinafter referred to as "switch 141") including a switch bar 141a and a contact 141b.
- a coil spring 142 is interposed between the switch bar 141a and the pedestal 140, and the switch 141 is off when no force is applied to the switch bar 141a from the other.
- two columns 143 are erected on the pedestal 140, and an arm 144 bent into a square shape is pivotally supported by the columns 143 so as to be rotatable.
- the tip of the arm 144 forms a round bar-like push-off bar 145.
- a counter weight 146 is attached to the arm 144 on the opposite side of the push-off bar 145. When no force is applied to the arm 144 by the counterweight 146, the arm 144 faces in a substantially horizontal direction.
- the length of the arm 144 is greater than the length of the pedestal 140 so that the arm 144 can pivot downward from the pedestal 140.
- the pedestal 140 is advanced in the arrow k direction, and the tip of the arm 144 (displacement bar 145) is positioned forward of the femoral head 3a. Thereafter, the pedestal 140 is raised in the arrow l direction.
- the push-off bar 145 first strikes the lower end 1 b of the work 1 and pushes the lower end 1 b away, and then the switch bar 141 a approaches the femoral head 3 a. There is no possibility that the switch bar 141a may hit the lower portion 1b of the workpiece to cause a malfunction. Therefore, since the switch bar 141a can reliably contact the femoral head 3a, the workpiece length W can be detected reliably and accurately.
- Work length measurement results are obtained by switching the cutting operation program at the first insertion station 50 to the third insertion station 70, setting the start point and end point of the further side cutting performed at the rear insertion station 80, and separating the femur It is used to set the start point and end point of the femoral scraping process of the station 100.
- the work 1 is passed between a pair of circular blade cutters 42 arranged horizontally with the transfer line 12 in between, and the lower thigh bone portion immediately below the ankle (the part suspended by the clamper 11) (2) is cut all around the line d) to make it possible to peel off the meat in a later step.
- the entire circumference of the ankle portion 8 can be cut by rotating the clamper 11.
- it has a relief mechanism which moves backward when the round blade cutter 42 receives a predetermined reaction force or more from the work 1. This prevents the bone of the ankle portion 8 of the work 1 from being cut.
- creasing is performed on the work 1.
- three types of creasing are performed at the first creasing station 50, the second creasing station 60 and the third crowing station 70, respectively.
- creasing six-axis vertical articulated arms 51, 61 and 71 of the same configuration, each having a cutting blade at its tip, are arranged in parallel along the transport line 12. The configuration of these muscle putting arms will be described based on FIGS. 12 to 14, taking the six-axis articulated arm 50 as an example.
- the cutting tool 513 is attached to the tip end 512a of the arm 512.
- the configuration of the cutting tool 513 is offset with respect to the base 516, the swinging shaft 514 swingably supported by the base 516, and the swinging shaft 514 with respect to the cutting blade advancing direction m. It consists of a knife-like cutting blade 515 mounted in position.
- the cutting blade 515 has an acute V-shaped cross section and has a cutting function on both sides.
- the base 516 to which the cutting blade 515 is attached is configured to be slidable in the direction perpendicular to the axial direction of the arm 512 and the cutting blade advancing direction m by the slide mechanism 517. That is, the slide mechanism 517 is mounted along the base 518 on the base 518 fixed in a direction p orthogonal to the cutting blade traveling direction m with respect to the distal end portion 512 a of the arm 512 It comprises a linear guide rail 519 and a linear guide bar 521 attached to the base 158 above the linear guide rail 519. The base 516 is slidably fitted to the linear guide rail 519 and the linear guide bar 521.
- a coil spring 522 is mounted around the linear guide bars 521 on both sides of the base 516, and the elastic force of the coil spring 522 is added such that the base 516 is positioned at the center of the linear guide rails 519 and the linear guide bars 521. It is powered.
- the cutting blade 515 is configured to be movable in the arrow p direction orthogonal to the cutting blade traveling direction m, and to change the cutting angle n of the cutting blade 515 about the swing shaft 514. It is attached to the arm 512 via an elastic support mechanism 523. As a result, the position of the cutting blade 515 to be applied to the bone can be made flexible in response to variations in the thickness and length of the bone.
- the musculoskeletal operation performed at the first muscle putting station 50 operates the cutting tool 513, and as shown by line e in FIGS. 2 and 16 (c), the femur 3 from the top of the knee joint 5 of the work 1 Make a crease up to the bottom of the In this case, the tip of the cutting blade 515 is made to reach the surface of the femur 3 along the surface, and the middle part of the cutting blade 515 is, as shown in FIG. Operate along the membrane between 7b.
- the movement of the cutting blade 515 in the creasing process is controlled by the controller 120 shown in FIG. 4 because the cutting blade 515 may damage the flesh if it enters too deeply into the thigh surface.
- the controller 120 stores a cutting operation program 122 of different types of right and left legs and work lengths of large, medium, and small to six.
- a detection signal of the encoder 338 is input from the left / right discrimination device 33 of the mounting station 30 to the left / right discrimination means 121 of the controller 120, and the right / left discrimination means 121 discriminates the right leg or the left leg. Further, the lift amount X of the pedestal 140 detected by the work length detection device 41 of the front creasing station 40 is input to the calculation means 124, and the work length W is calculated by the calculation means 124. Based on the determination result and the calculation result, the use program selection unit 123 selects a cutting operation program most suitable for the workpiece 1 to be cut from the stored cutting operation programs 122.
- a control signal according to the selected cutting operation program is transmitted from the controller 120 to the cutting tool driving device 511.
- the cutting tool driving device 511 is provided at the base 510 of the creasing arm 51, and operates the cutting tool 513 by the cutting tool driving device 511.
- the creasing from the first creasing station 50 to the third crowing station 70 is performed by the six-axis articulated arm 51, 61 or 71 having such a configuration.
- the cutting operation program for controlling the movement trajectory of the cutting blade 515 is selected according to the difference between the right leg and the left leg and the work length, errors due to individual differences of the individual work 1 may occur It is inevitable.
- An elastic support mechanism that enables two degrees of freedom, including fine adjustment for absorbing this error, position adjustment of the cutting blade 515 by the slide mechanism 37 and adjustment of the cutting angle n of the cutting blade 515 by the swing shaft 514 523 does.
- the initial position of the cutting blade 515 is set to a position where it hits the surface of the bone q of the workpiece 1. Therefore, as shown in FIG. 15, according to the cutting operation program, the cutting blade 515 is first inserted to a position to hit the bone q. At this time, the error due to the individual difference between the initial position and the actual position of the bone q due to the cutting operation program is that the cutting blade 515 receives the reaction force of the bone q and the base 516 slides on the linear guide rail 519 in the arrow p direction. By moving, it absorbs the error.
- the cutting blade 515 moves along the surface of the bone q while receiving the reaction force of the bone q surface and shakes it.
- the moving shaft 514 rotates.
- the cutting angle n of the cutting blade 515 is adjusted to an angle n1 in the direction to follow the surface of the bone q.
- the cutting blade 515 absorbs the error caused by the individual difference of the work 1 with respect to the cutting operation program by the slide mechanism 517, advances along the surface of the bone q, and simultaneously shakes by the reaction force received from the bone q.
- the driven shaft can be rotated in a direction along the surface of the bone q centering on the moving shaft 514.
- the rocking shaft 514 is located closer to the arm tip 512 a than the cutting blade 515, and therefore enables the driven rotation following the bone surface of the cutting blade 515.
- the cutting blade 515 can move along the surface of the bone q without biting into the bone q and without separating from the surface of the bone q. Therefore, the cutting operation in the longitudinal direction of the bone q can be smoothly performed along the surface of the bone q, and the boundary between the bone q and the meat r can be accurately moved. Can be improved.
- the clamper in order to make it easy for the cutting blade 515 of the creasing arm to reach the cutting portion of the work 1, the clamper is determined based on the discrimination result of the left / right discrimination means 121. Activate the drive unit 15 and rotate the work about 45 ° clockwise for the right leg work 1 (R) and about 45 ° counter clockwise for the left leg work 1 (L) It is being transported.
- the upper end of the lower femur 2 enters the weir 7d, and the cutting blade tip passes the side of the bone 6 to reach the lower side of the knee joint 5.
- This creasing line is denoted by f in FIGS. 2 and 16 (b) and (c).
- the insertion line f is shifted by about 90 degrees between (b) and (c) in FIG. 16, but the bone of the pig thigh is twisted in the longitudinal direction, and the insertion line f is also along the surface of the bone And a twisted surface.
- the upper leg of the lower femur 2 is creased to the lower side of the knee joint 5.
- This creasing line is represented by g in (b) and (c) of FIGS.
- the arm for creasing is individually installed in each of the first to third creasing stations, when the moving speed of the work 1 is set slow, one multiaxial articulated arm At the same time, these three steps can be combined.
- a back support mechanism 53 for supporting the work 1 from the back side (the fat layer 1 a side) is provided at a position facing the creasing arm 51 with the transfer line of the work 1 interposed therebetween.
- a support base 530 including a base 531 and arms 532 extending obliquely in eight from the base 531 on both sides to the front is provided facing the moving chain 12.
- a bracket 541 integral with the support stand 530 is supported by a movable stand 535 movable in the conveyance direction b of the work 1.
- the movable table 535 is slidably fitted to a linear motion (LM) guide 536 installed parallel to the conveyance direction b, and the support table is smoothly supported by the load from the creasing arm 51 without rattling. 530 can be moved.
- the moving table 535 is provided with an air cylinder 542, and a cylinder rod 542 a of the air cylinder 542 is connected to the link bar 543.
- the link bar 543 is pivotally supported by a shaft 544 fixed to the moving table 535.
- the other end of the link bar 543 is connected to the central portion of the bracket 541, and the other end of the bracket 541 is connected to the link bar 545.
- the support stand 530 can approach or retract in the arrow direction with respect to the work 1 suspended by the clamper 11 by the operation of the air cylinder 542.
- carriage 535 is coupled to timing belt 538. Then, by driving (rotating) the timing belt 538 by the servomotor 539, the moving table 535 can be moved in the transport direction b in synchronization with the clamper 11.
- the moving table 535 moves in the transport direction b at the same speed as the clamper 11 in synchronization with the clamper 11.
- the support stand 530 is retracted from the work 1 when it is not broken.
- the air cylinder 542 operates to bring the support stand 530 close to the work 1 suspended by the clamper 11 and support the work 1 from the back.
- the back support mechanism 53 is separately provided at the first to third insertion stations, and the back support members provided at each insertion station are separated from the work 1 at the end position of each insertion station.
- the cylinder 542 operates to retract the support stand 530.
- the servomotor is operated to return in the direction opposite to the conveyance direction b of the work 1 and return to the start position.
- the back support mechanism 53 supports the back of the work 1 by the base 531 of the support base 530 at the time of creasing and supports and fixes the side of the work 1 by the arm 532, so even if load is applied to the work 1 by the cutting blade 515 , Work 1 can be fixed. In addition, the work 1 can be inclined at an angle and fixed, whereby the creasing operation by the cutting blade 515 can be facilitated. In addition, since the moving table 535 is driven by the servomotor 539, speed control traveling can be performed, and any conveyance speed of the clamper 11 can be coped with, and there is an advantage that a large installation space is not required. In addition, when the fixed base 530 returns to the start position, since it is in no load state, it can be returned at a speed 2 to 3 times the transport speed. Therefore, it is possible to cope with the speeding up of the transfer speed of the work 1.
- the controller 120 stores the following program for causing a plurality of creasing arms to perform the cutting operation of the creasing that is functionally shared.
- a plurality of movements of the cutting tool are set in advance as the cutting operation program 122 according to the length of the left leg or right leg of the work 1 to be scored and the work length.
- the site of the musing is divided into two or more, and the movement of the cutting tool is associated according to the section of the classified musing, and different musing sites are respectively identified for a plurality of creasing arms ing.
- the controller 120 selects the movement of the corresponding cutting tool 513 by the use program sorting means 123 based on the site of the creasing specified in the creasing arm, and controls the movement of the selected cutting tool.
- the controller 120 By sending control signals to the creasing arm, a series of creasing steps can be performed by the plural creasing arms.
- the creasing portion of the work 1 is divided into at least three.
- the first putting-in arm 51 in the putting-in arms 51, 61, 71 arranged in series from the upper part of the knee joint part 5 to the lower end of the femur 3 in the putting-in part of the work 1
- the portion of the arm is identified as the muscle insertion portion of the arm, and the first muscle insertion arm 51 performs the muscle insertion cut indicated by line e in FIG.
- the portion from the upper part of the lower femur 2 to the lower side of the knee joint 5 is identified as the arm inserting portion of the arm, and the second muscle inserting arm 61 A creasing cut shown by line f of 16 (b) and (c) is performed.
- the muscle putting portion which enters the weir 7a from the upper part of the lower femur 2 and the cutting blade tip passes the side of the bone 6 and reaches the lower side of the knee joint 5
- the third muscle-insertion arm 71 is identified as the muscle-insertion site of the arm, and a muscle-insertion cut shown by a line g shown in FIGS. 16B and 16C is performed.
- the use program When controlling the cutting operation of the first creasing arm 51, the use program is sorted based on the length of the left and right legs of the workpiece 1 and the length of the creasing and the creasing position specified for the creasing arm 51.
- a corresponding program is selected from the cutting operation program 122 by the means 123, and a control signal for controlling the operation of the cutting tool 513 and the inserting arm 51 is transmitted to the cutting tool driving device 511 of the inserting arm 51.
- the second creasing arm 61 or the third creasing arm 71 is specified as the other of the left leg or the right leg of the work 1, the work length and the creasing arm 61, or the creasing arm 71.
- the corresponding program is selected from the cutting operation program 122 by the use program sorting unit 123 based on the selected part, and the operation of the cutting tool and the folding arm 61 or 71 in the cutting tool drive device of the folding arm 61 or 71 Control signals are sent to control the
- the creasing operation can be performed quickly and accurately. It is possible to improve the yield and improve the productivity. Further, by dividing the creased portion into three as described above, the cutting operation of the work 1 can be efficiently performed, and the peeling operation can be smoothly performed in the process of peeling off the meat after the creasing. It is possible to improve productivity more.
- the present configuration may also be applied to a post-muscle-raising step at the rear-growing station 80 described later.
- FIG. 19 is a longitudinal cross-sectional view of right leg work 1 (R) from which the hip bone 4 was removed by pre-processing similarly to FIG. 16, FIG.19 (b) is in FIG. 19 (a). It is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. In the figure, the fine hatched portion x indicates a cut surface along the bone surface, and the rough hatched portion y indicates a cut surface of the meat portion 7. Also, 3aa is a femoral ball of the femoral head 3a, and 3ab is a large trochanter of the femoral head 3a.
- the creasing line e shown in FIG. 2 or 16 is composed of the cutting lines e1 and e2 shown in FIG. In FIG. 19, first, scoring of the cutting line e1 is performed in the arrow direction.
- the cutting line e1 makes it easy for the cutting blade 515 to enter between the membrane of the shintama 7a and the membrane of the inner 7b when cutting the boundary between the shintama 7a and the inner moon 7b in the next cutting line e2. It has a role to create an opportunity for Therefore, the cutting line e1 is cut first.
- the cutting line e2 is cut.
- the cutting line e2 cuts into the tibia 2a of the lower femur 2 and cuts to the knee joint 5 while separating the membrane of the corner of the tibia 2a.
- the cutting blade 515 is slid between the membranes of the boundary between the shintama 7a and the inner thigh 7b.
- the tip of the cutting blade 515 cuts the surface of the femur 3.
- the boundary between the shintama 7a and the inner 7b is cut at the middle portion of the cutting blade 515.
- the creasing line f here comprises cutting lines f1 and f2.
- scoring is performed along the cutting line f1.
- the cutting line f1 defines a cutting start point f1 (s) on the right side surface of the side end of the ankle portion 8 of the tibia 2a.
- the side edge of the knee joint 5 of the tibia 2a is cut along the plane.
- the depth of incision at that time is a depth about half that of the tibia 2a, as shown by the hatched line x2 in FIG.
- the cutting line f1 is extended from the cutting start point f1 (s) to the cutting end point f1 (e) located in the vicinity of the knee joint 5. As described above, when the membranous bond of the ground meat 7d of the tibial corner is separated, the ground meat 7d can be easily peeled off.
- the cutting line f2 is scored.
- the cutting line f2 uses the middle portion of the tibia 2a as a cutting start point f2 (s), and inserts the cutting blade 515 between the tibia 2a and the calcaneus 2b.
- the cutting blade 515 is moved along the side of the tibia to the knee joint 5 side, and as shown by the hatched line x3 in FIG. 20 (c), the cutting blade 515 is advanced to the joint between the tibia 2a and the calcaneus 2b.
- the root portion of the calcaneus 2b is cut out, and the calcaneus 2b is separated from the tibia 2a.
- the muscle concentrated in the knee joint 5 can be cut from the knee joint 5.
- the cutting line f2 further cuts the knee joint 5 along the femur 3 to the side of the femoral ball 3aa, and cuts it along the side of the more bone 6 at the position of the further bone 6.
- the muscle insertion made of the cutting line f1 and the cutting line f2 facilitates the separation of the living tissue such as the meat, muscle, and tendon attached to the lower femur 2 and the knee joint 5, and the lower thigh bone separating station 90 and the post process Meat separation may be facilitated in a meat stripping process performed at the femoral separation station 100.
- a work pressing mechanism 55 shown in FIG. 18 is provided at the second creasing station 60.
- the work pressing mechanism 55 includes an air cylinder 552 attached to the fixed frame 551, a T-shaped pressing bar 553, and a link bar 554 connecting the air cylinder 552 and the pressing bar 553.
- the presser bar 553 and the link bar 554 are integrally connected, and their connection portion is pivotally supported by a bracket 555 fixed to the fixed frame 551.
- the other end of the link bar 554 is connected to the cylinder rod 552 a of the air cylinder 552.
- the work pressing mechanism 55 When the meshing portion z (FIG. 20C) of the cutting line f2 is creased, the work pressing mechanism 55 is used. When cutting around the knee joint portion 5 and the further bone 6 (hatched portion z) of the cutting line f 2, it is possible to cut the back side of the work 1 with respect to the front facing the arm 61 side of the work 1 To lift the work 1 from the back side. When the work 1 is lifted, the press bar 553 is used because accurate cutting can not be performed. That is, as shown in FIG. 18 (b), the air cylinder 552 is operated to apply the presser bar 553 to the front of the work 1.
- FIG. 21 and FIG. 22 the cutting line g in this musing step cuts a notch on the ankle end of the tibia 2a, and this cutting position is taken as a cutting start point g (s). Then, the knee joint unit 5 is cut along the side of the tibia toward the femur 3 side. In this case, as shown by the hatched line x4 in FIG. 22 (b), the depth of cut is about half that of the tibia 2a so as not to cut the meat between the tibia 2a and the calcaneus 2b.
- the incision depth is set to a depth that cuts the entire bone width of the knee joint 5, and cutting in accordance with the surface shape of the knee joint 5 bone.
- the surface of the knee joint 5 draws a curve like a figure of three, but there are many muscles where muscles connect to the bone at three points 5a, 5b, 5c of this part So make sure to cut the muscle in this part.
- it cuts along the side of the femur 3 toward the femoral ball 3 aa and cuts it out through the upper part of the femoral ball 3 aa to make the cut end point g (e) of the cutting line g.
- the cutting line g must always be performed after the cutting line e of the first scoring step.
- FIG. 22B as a comparative example, when the cutting line g is cut without cutting the cutting line e, 7b is divided among them when the side of the femur is cut. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 22 (a), first, the cutting line e is cut, and the film present at the boundary between the ring 7a and the rat 7b is cut open, and then the cutting line i Make it cut off. In this cutting method, 7b is not divided.
- the musculoskeletal process is performed using the 6-axis articulated arms 51, 61 and 71 driven by the cutting operation program before the lower femur bone separation station 90 and the femoral bone separation station 100.
- the cutting operation corresponding to the complicated three-dimensional curved surface of the bone of the work 1 can be performed, the meat remaining in the bone can be reduced and the yield of the meat can be improved.
- three 6-axis articulated arms are arranged side by side along the transfer line of the work 1, and the 3-stage creasing process is shared by the three 6-axis articulated arms, so one articulated joint It is possible to shorten the setting time of each articulated arm more than when performing the whole setting process with the arms. Therefore, the speed of the work transfer line can be increased, deboning processing by continuous transfer of the work 1 without stop time can be enabled, and the deboning efficiency of the work 1 can be enhanced.
- the cutting blade 515 is provided with an elastic support mechanism 523 for supporting the cutting blade 515 so as to be able to swing freely while supporting the cutting blade 515 with freedom in the direction p perpendicular to the blade traveling direction m, the elastic support mechanism It is possible to absorb an error based on the movement difference of the cutting blade 515 and the solid difference between the individual work pieces 1. Therefore, the cutting blade 515 can be accurately made to conform to the surface of the bone, and the yield of meat can be dramatically improved.
- the work 1 is transported to the back creasing station 80 and the back creasing step is performed.
- the right leg round blade device 81a and the left leg round blade device 81b are disposed opposite to each other with the moving chain 12 interposed therebetween.
- the side surface of the further bone 6 is cut in the longitudinal direction by a round blade cutter.
- This creasing line is represented by h in FIG. 2 and FIG. 16 (c).
- the cutter switching drive device 83 is operated from the discrimination result of the left and right leg discrimination means 121 to select either the right leg circular blade device 81a or the left leg circular blade device 81b. Drive.
- the discrimination result of the left and right leg discrimination means 121 is also transmitted to the clamper drive device 15, and the operation of the clamper drive device 15 causes the front of the work 1 (R) to be for the right leg in the case of the right leg work 1 (R). It is directed to the round blade device 81a, and the right leg round blade device 81a performs scoring.
- the front of the work 1 (L) is directed to the left leg round blade device 81b, and the left leg round blade device 81b is used to perform scoring.
- the work 1 is configured to pass through the lower thigh bone separation station 90 and the femoral bone separation station 100 in this orientation. As a result, at the rear musing station 80, the lower leg bone separating station 90 and the femoral separating station 100, with the work 1 always at the upstream side in the transport direction b with either the right leg or the left leg It is transported.
- a creasing method by the creasing circular blade device 81a or 81b of the rear creasing station 80 will be described with reference to FIG.
- a support 813 and a screw rod 814 stand vertically in the vicinity of the transfer line of the work 1.
- a cutter unit comprising a circular blade cutter 822 and a casing 821 incorporating a driving device for the circular blade cutter 822 is supported by a bracket 823 integrally fixed to the casing 821.
- An air cylinder 824 is attached to the base 820, a cylinder rod 824a of the air cylinder 824 is connected to a bracket 823, and a link bar 825 is rotatably connected to this connection by a shaft 826.
- the link bar 825 is rotatably attached to the base 820 by a shaft 827.
- a feed portion 816 slidable along the support 813 is integrally connected to the base 820.
- a nut portion 817 having a female screw hole is integrally fixed to the feeding portion 816, and a ball screw mechanism is configured by the screw rod 814 and the nut portion 817.
- a servomotor 818 is installed at the upper end of the threaded rod 814. When the servomotor 818 operates, the screw rod 814 integrated with the output shaft of the servomotor 818 rotates, and the rotation of the screw rod 814 moves the nut portion 817 integrated with the screw rod 814 in the vertical direction. As a result, the feed portion 816 and the base 820 integrated with the nut portion 817 move vertically.
- the height of the base 820 can be changed in units of millimeters by the servomotor 818. By controlling the rotational speed of the servomotor 818, the vertical movement speed of the base 820 can be made variable.
- the cutting start height and the cutting stroke by the round blade cutter 822 are changed according to the work length detected by the work length detection device 41 described above. As described above, since the cutting start position can be adjusted in units of millimeters and the cutting start position can be selected in accordance with the size of the workpiece 1, the round blade cutter 822 does not bite into bone. Further, since the vertical movement of the round blade cutter 822 is performed by the ball screw mechanism, the lowering speed of the round blade cutter 822 is stabilized. Moreover, since the cutting end point is adjusted according to the size of the work 1, the yield of meat can be improved.
- the air cylinder 824 is operated in synchronization with the lowering of the round blade cutter 822 to change the axis t of the round blade cutter 822 from t1 to t3.
- the blade angle with respect to 1 is changed so that the cutting trajectory of the round blade cutter 822 follows the side surface of the further bone 6.
- the process of removing the flesh of the lower leg bones is performed at the lower leg bone separating station 90.
- This process will be described with reference to the schematic view 24 taking the case of the right leg work 1 (R) as an example.
- the right leg work 1 (R) faces front to the right leg round blade device 81a side, and in the case of the left leg work 1 (L), to the left leg round blade device 81 b side
- the posterior creasing process is performed, and the work 1 is transported to the lower thigh bone separating station 90 in the same direction.
- a two-stage scraper scrapes the meat.
- an inter-bone scraper 911 having a wedge-like inter-bone insertion part 912 insertable between the tibia 2 a and the calcaneus 2 b is advanced to the conveyance path of the work 1 (R) to insert the inter-bone
- the part 912 is inserted between the tibia 2a and the calcaneus 2b.
- the scraper 931 and the rocking scraper 932 are advanced from the opposite side to the inter-bone scraper 911 to the transfer line 12 of the work 1 and abut on the work 1 (R) as shown.
- the work 1 (R) is pulled up in an oblique direction, and scraping of the lower thigh bones is performed by the scraper 931 and the rocking scraper 932.
- the plate-like rocking scraper 932 can be pivoted up and down around the support shaft 932a, and a spring (not shown) applies a downward elastic force.
- the inter-bone scraper 911 is applied to the back surface (part u of FIG. 24) of the tibia 2a to ensure that the part is peeled away, and in the second stage the lateral surface of the rib 2b ( A scraper 931 and a rocking scraper 932 are applied to the portion v) in FIG. 24 to ensure that the portion is peeled off.
- the yield of meat can be improved by the two-step meat peeling process.
- right leg peeling devices 91a and 93a and left leg peeling devices 91b and 93b are disposed to face each other across the transport line 12.
- the lower leg bone portion is subjected to a meat peeling process with the first right leg peeling device 91a and the second right leg peeling device 93a.
- the first left leg peeling device 91b and the second left leg peeling device 93b perform a meat peeling process.
- the discrimination result of the left / right discrimination means 121 is sent to the scraper switching driving device 92, and the scraper switching driving device 92 switches to the right leg peeling device or the left leg peeling device.
- the configuration of the first peeling device 91 will be described with reference to FIGS. 25 to 27, taking the right leg as an example.
- FIGS. 25 and 26 show the first right leg peeling device 91a, and the first left leg peeling device 91b (not shown) is symmetrical with respect to the first right leg peeling device 91a about the transport line 12. Will be placed.
- the plate-like inter-bone scraper 911 has a wedge-like inter-bone insertion portion 912 having a recess 912a insertable between the tibia 2a and the calcaneus 2b and receiving the tibia 2a,
- the base 910 is attached so as to be swingable about a vertical axis 913.
- a coil spring 914 is mounted which elastically supports the bone-to-bone scraper 911 and enables the rocking.
- the base 910 is provided with a slider 915 slidably fitted to a guide rail 921 provided on the frame 920 so that it can reciprocate in the direction of advancing and retracting with respect to the transport line 12. Also, a cylinder rod 923 a of an air cylinder 923 attached to the frame 920 is connected to the base 910. Further, the frame 920 is provided with a slider 925 slidably fitted on a guide rail 924 of a column 922 erected in the vertical direction, whereby the air cylinder 926 can move the slider 925 in the vertical direction. .
- a scraper unit 916 including an inter-bone scraper 911 and a coil spring 914 is rotatably attached to the base 910 by a horizontal shaft 917.
- the base 910 is provided with an air cylinder 918 for applying a force to hold the scraper unit 916 horizontally.
- the air cylinder 923 operates to push the base 910 toward the transport line 12, and the inter-bone scraper 911 Are located on the transfer line 12.
- the inter-bone scraper 911 is held horizontal by the air cylinder 918.
- the inter-bone scraper 911 is inserted between the tibia 2a and the calcaneus 2b, and the tibia is inserted into the recess 912a of the inter-bone scraper 911 Accept 2a.
- the bone scraper 911 starts to peel off the meat, and at the same time, the air cylinder 926 lowers the frame 920 to carry out the meat pull-off.
- the air pressure of the air cylinder 918 is adjusted to swing the inter-bone scraper 911 away from the work 1. Further, since the timing of the end of peeling off can be known by calculating the transport position of the clamper 11 from the measurement result of the work length detection device 41, the cylinder rod of the air cylinder 918 is advanced at the timing of "peeling end position + ⁇ ". Set to make it By advancing the air cylinder 918 at this timing, even if the inter-bone scraper 911 is sandwiched between the tibia and ribs, the inter-bone scraper 911 can be removed from between the tibia and ribs by the operation of the air cylinder 918. .
- bone fragments may be mixed into the meat or cause an unnecessary breakage of the meat, resulting in a product of the meat There is no risk of lowering the value.
- FIG. 27 shows a case where there is a margin in the recess of the clamper 11, and there is a gap s6 between the tibia 2a and the recess of the clamper 11.
- B shows the case where the width of the tibia 2a is wide and the tip of the inter-bone insertion part 912 is slightly deviated from between the tibia 2a and the calcaneus 2b.
- C shows the case where the tip of the inter-bone insertion part 912 is between the tibia 2a and the calcaneus 2b.
- the inter-bone scraper 911 is elastically supported by the elastic force of the coil spring 914, in any of these cases, the gap between the inter-bone insertion portion 912 and the tibia 2a is absorbed and the inter-bone is absorbed.
- the insertion portion 912 can be inserted between the tibia 2a and the calcaneus 2b, and the meat peeling operation can be performed reliably.
- a plate-like scraper 931 is fixed to the base 930 at a position facing the transport line 12.
- a plate-like rocking scraper 932 is mounted on the scraper 931 so as to be capable of rocking in the vertical direction via a horizontal shaft 933.
- a coiled spring 947 is interposed between the rocking scraper 932 and the scraper 931, and the rocking scraper 932 is given downward elastic force by the elastic force of the coiled spring 947.
- a slider 934 of the base 930 is slidably engaged with the guide rail 941 of the frame 940.
- a cylinder rod 942 a of an air cylinder 942 attached to the frame 940 is connected to the base 930.
- the base 930 is configured to be able to advance and retract with respect to the transport line 12.
- a column 943 is vertically erected, and a slider 944 of the frame 940 is slidably engaged with a guide rail 945 of the column 943.
- an air cylinder 946 is provided to move the frame 940 up and down along the guide rails 945, whereby the frame 940 is configured to be movable in the vertical direction.
- the base 930 is advanced with respect to the right leg work 1 (R) that has finished the meat peeling process with the first right leg peeling device 91a, and the scraper 931 and the rocking scraper 932 are Apply to work 1 (R). Since the clamper 11 moves in the transport direction b at a constant speed, the right leg work 1 (R) is pulled by the clamper 11, and the scraping of meat by the scraper starts. At the same time, since the air cylinder 946 operates to lower the frame 940, as shown in FIG. 30, it is possible to finish the peeling off while the conveyance distance of the right leg work 1 (R) is short.
- the meat is peeled off in an oblique direction with respect to each scraper, so that the work 1 can be peeled off without stopping. Therefore, since the meat scraping of the lower thigh bone portion can be performed while maintaining the transport speed set in the entire deboning treatment line, the processing time can be shortened and the processing efficiency can be improved.
- the clamper 11 is attached to the movable chain 12 via the rocking fulcrum 11a, it is easy to tilt in the transport direction b.
- the work 1 is pulled, the meat is peeled off while the frame 940 is lowered by the pressure of the air cylinder 946. Therefore, a large peeling force can be obtained, and the peeling effect can be stabilized. Therefore, the yield of meat can be improved.
- the frame 940 since it is possible to finish peeling off the meat while the conveyance distance of the right leg work 1 (R) is short, it is possible to save space, and in the latter half of the peeling process Since R) is not largely inclined, the cross-sectional area a1 of the peeled portion is small. Therefore, the meat peeling force per unit cross sectional area can be increased, and since the scraper can be hit directly with the bone, the meat peeling effect can be enhanced. Therefore, the yield of meat is improved.
- the rocking scraper 932 is configured to press the rib from above by the elastic force of the coil spring 947, it is possible to enhance the meat peeling effect.
- the rocking scraper 932 is configured to swing upward following the shape of the rib 2b in response to the pulling up of the work 1 (R), the rib 2b is not subjected to an excessive load. Therefore, it is possible to peel off the meat around the rib with high yield without damaging the rib 2b and following the surface shape of the rib 2b.
- the femoral portion of the work 1 is deboned.
- the femoral separation station 100 is provided with a femoral part deboning device 101.
- the configuration of the femoral deboning apparatus 101 will be described below with reference to FIGS. 31 to 35.
- the meat separator 1012 and the round blade cutter 1031 are disposed on the lower fixed frame 1011 so as to be inclined to the downstream side in the workpiece conveyance direction.
- the femoral part deboning apparatus 101 is installed across the transfer line 12 of the work 1.
- a lower fixed frame 1011 is erected on both sides of the transfer line 12 of the work 1, and a meat separator 1012 is bridged between the lower fixed frames 1011.
- the meat separator 1012 is provided with a recess 1013 having an inlet 1014 that opens toward the upstream side in the transport direction b and has a size that allows the upper portion of the knee joint 5 of the work 1 to be inserted.
- a V-shaped groove 1015 for centering the position of the femur 3 is formed at the deepest portion of the recess 1013 so that the femoral head 3a does not get caught on the edge of the recess 1013 when the meat is peeled off.
- the chucking device 1020 On the lower surface of the meat separator 1012 is mounted a chucking device 1020 that chucks so that the ankle portion 8 of the work 1 inserted into the recess 1013 of the meat separator 1012 does not come off the meat separator 1012.
- the chucking device 1020 includes a pair of swing plates 1021 attached to the lower surface of the meat separator 1012, an air cylinder 1022, a cylinder rod 1023 of the air cylinder 1022, and a link bar 1024 for connecting the swing plate 1021. ing.
- the swing plate 1021 pivots in the arrow e1 direction about the fulcrum 1025 by the movement of the cylinder rod 1023 in the arrow d1 direction, and enables the inlet 1014 of the recess 1013 to be opened and closed.
- circumferential cuts are made in the lower part of the bone and in the middle of the femoral head 3a in the middle of the meat peeling, and Two pairs (four in total) of circular blade cutters 1031 are provided on the lower side to separate the meat for final separation.
- These round blade cutters are supported on separate bases 1030 for each pair, and are configured to move independently for each pair.
- the cutting operation of the circular blade cutter 1031 is calculated from the measurement result of the workpiece length detection device 41.
- the round blade cutter 1031 is attached via an L-shaped link bar 1042 and a base 1030 attached to the upper frame 1041.
- the L-shaped link bar 1042 is attached to the upper frame 1041 so as to be pivotable about an axis 1043.
- One end of the L-shaped link bar 1042 is connected to a connecting member 1045 which is moved up and down by a threaded rod 1044.
- a servomotor 1046 for rotating the threaded rod 1044 is provided at the upper end of the threaded rod 1044.
- the screw rod 1044 and the connecting member 1045 constitute a ball screw mechanism.
- a cutter unit comprising a circular blade cutter 1031 and a casing 1032 incorporating a driving device for the circular blade cutter 1031 is connected to a bracket 1034 via a plate 1033.
- the bracket 1034 is rotatably connected to the connecting member 1036 via a horizontal shaft 1035.
- the connecting member 1036 is connected to a pivoting arm 1037, and the pivoting arm 1037 is pivotably connected to a base 1030 about a shaft 1038.
- the L-shaped link bar 1042 is connected to the base 1030 via a link member 1047.
- the screw rod 1044 is rotated by the operation of the servomotor 1046, and the connecting member 1045 is moved in the vertical direction.
- the shaft 1038 rotates, and the base 1030 approaches or retracts to the work 1 side.
- the round blade cutter 1031 attached to the base 1030 similarly approaches or retracts to the work 1 side to cut the joint between the bone and the meat of the work 1.
- air cylinders 1039 are attached to the base 1030 in correspondence to the respective round blade cutters 1031.
- the cylinder rod 1040 of the air cylinder 1039 is connected to the pivoting arm 1038.
- Each round blade cutter 1031 is elastically supported by the air pressure of the air cylinder 1039, and when the round blade cutter 1031 receives an excessive load from the work 1, it can be retracted in the arrow b1 direction by the buffer action of the air cylinder 1039 It is configured.
- the workpiece 1 (R) moved in the transport direction b is the recess 1013 of the meat separator 1012 installed at the height corresponding to the upper part of the knee joint 5 of the workpiece 1 (R) on the transport line 12 Enter
- the air cylinder 1022 operates to turn the swing plate 1021 in the direction to close the inlet 1014 of the recess 1013 and perform chucking of the work 1 (R).
- the workpiece 1 (R) may come out of the recess 1013.
- the peeling effect of the meat by the meat separator 1012 is improved, and the ankle portion 8 of the work 1 (R) is pulled diagonally upward in the transport direction b, so that the weight of the work 1 (R) The upper surface of the portion is pressed firmly against the lower surface of the meat separator 1012.
- the work 1 (R) inclines to the 7b side by the action of gravity. Since 7b is pressed against the lower surface of the meat separator 1012, the peeling effect of 7b is increased, and it moves in the direction of arrow h1 (see FIG. 16C) starting from the creasing line e. Therefore, no movement occurs in which the meat gets into the gap between the femur 3 and the recess 1013, and no clogging occurs in the gap.
- the round blade cutter 1031 in the process of being scraped off by the round blade cutter 1031, at least two times of circling around the circumferential surface of the bone are performed at the lower side of the bone 6 and the middle part of the femoral head 3a.
- a living tissue such as meat, muscle, or tendon attached to a surface
- the meat portion 7 is separated from the femur 3 and the separated meat portion 7 is dropped onto the conveyor 102 disposed below the femoral bone removing apparatus 101.
- the meat portion 7 dropped onto the conveyor 102 is conveyed in the direction of the arrow c.
- the process of removing the flesh can be greatly simplified, and the processing time can be shortened, so that the processing capacity is improved.
- many combinations of meat separators, cutters and work lifting means are required, but in the present embodiment, the same processing is performed only with one combination of meat separators and cutters and the work transport mechanism. As a result, significant cost reduction and space saving can be achieved.
- the rotational power of the servomotor 1046 is converted into linear movement by the ball screw mechanism, and a mechanism for moving the round blade cutter 1031 back and forth through the link mechanism is adopted.
- the operating speed, operating timing and operating position can be accurately controlled. Therefore, the durability of the round blade cutter 1031 can be improved, blade spillage can be prevented, and accurate cutting can be performed at accurate timing.
- the cutting edge of the cutter When cut into a bone with a round blade cutter 1031, the cutting edge of the cutter is in contact with the bone for a certain period of time (0.5 to 1.0 seconds). Since the work 1 is continuously transported by the clamper 11 at a constant speed, the position of the bone relative to the round blade cutter 1031 changes as needed during the contact time with the cutting edge. Therefore, when the round blade cutter 1031 is fixed in the bone movement direction and is not flexible, a force to pry the blade tip is exerted, resulting in blade spillage.
- the round blade cutter 1031 since the round blade cutter 1031 is rotatably mounted about the horizontal shaft 1035, the force of movement of the bone with the blade edge in contact with the bone is used.
- the round blade cutter 1031 can move upward with the bone about a horizontal axis 1035.
- the tip of the round blade cutter 1031 can be prevented from tipping by tilting the blade tip upward.
- the horizontal line N indicates the position at the moment when the round blade cutter 1031 hits the bone
- the point M indicates the position where the round blade cutter 1031 moves upward on the bone.
- the cutting edge does not separate from the bone surface even if the round blade cutter 1031 tilts upward. Therefore, even after the cutting edge retracts, the living tissue such as meat, tendon and muscle around bone can be cut reliably.
- the round blade cutter 1031 When the round blade cutter 1031 leaves the bone, it returns to its original state by gravity. In the present embodiment, since the plate 1033 is configured to be locked to the lower surface of the connecting member 1036, it does not descend below the horizontal position. Further, in the present embodiment, since the round blade cutter 1031 is elastically supported by air pressure by the air cylinder 1039, it can be retracted from the work 1 when an excessive load is applied to the round blade cutter 1031 from the work 1, It can prevent blade spills.
- the bones separated from the meat 7 at the femoral separation station 100 and left in the clamper 11 are removed from the clamper 11 at the bone discharging station 110 and dropped onto the conveyor 111 disposed below. Then, it is discharged in the arrow c direction.
- the transport speed of the workpiece 1 can be set to pass through one processing station in 7 seconds, thereby enabling 500 pieces of workpieces to be deboned in one hour.
- the mounting operation of the boned meat in the transfer line can be automated, and the deboning operation can be saved.
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Abstract
骨付き肉の脱骨ラインに装着されたクランプ装置又はハンガに骨付き肉を載架する作業を完全に自動化可能として、省人化を達成することを目的とする。骨付き肉1を搬送装置11、12で搬送しながら脱骨する脱骨工程で、該搬送装置に骨付き肉1を載架させる方法において、コンベア23,24上に骨付き肉1の先側突起部8をコンベア進行方向に向けて載置して骨付き肉1をコンベア下流側へ移送し、コンベア下流側のコンベア面上に設けられ中央に該先側突起部が通過可能な間隔s1をもうけたV字形ガイド27のガイド面で骨付き肉1の移動を一時停滞させると共に、コンベア面の移動により骨付き肉1の先側突起部8を間隔s1から前方に突き出すようにして先側突起部8を位置決めし、予め設定された動作軌跡に沿って動作される把持部312,312を有する多軸多関節アーム31で、位置決めされた先側突起部8を把持して該搬送装置の載架部32まで運ぶようにした。
Description
本発明は、搬送ライン上で把持した骨付き肉を順次搬送しながら脱骨する脱骨工程で、該搬送ラインに本発明を載架する工程を自動化した方法及び装置、並びに該載架装置を動作させる載架用動作プログラムに関する。
食肉用家畜屠体の解体脱骨作業は、重量物であるワークを取り扱うため、人手で行なうと重労働を余儀なくされていた。そのため、従来から自動化による省力化と、自動化した場合の肉歩留まりの向上が検討されてきた。
特許文献1には、豚もも部位の脱骨作業を半自動化した除骨装置及び該除骨機を用いた除骨方法が開示されている。この除骨装置は、ワークの足首部を搬送チェーンに取り付けられて移動するクランパで懸垂して搬送しながら前処理工程、下腿骨除骨工程及び大腿骨除骨工程を行なうようにしたものである。
特許文献1には、豚もも部位の脱骨作業を半自動化した除骨装置及び該除骨機を用いた除骨方法が開示されている。この除骨装置は、ワークの足首部を搬送チェーンに取り付けられて移動するクランパで懸垂して搬送しながら前処理工程、下腿骨除骨工程及び大腿骨除骨工程を行なうようにしたものである。
即ち、ワークを宙吊りに懸垂した状態ですべての処理工程を行ない、ワークの自重の影響を最小限に抑えるようにし、かつまな板上での作業を排除してまな板からの細菌類の付着を防止した衛生的な除骨作業を行なえるようにするとともに、人手による作業を最初の前処理工程のみとし、その後の脱骨工程を自動化して、脱骨作業の能率化と労働の低減を図ったものである。
前処理工程では、ワークをクランパで搬送しながら作業員がワークの腰骨に当る寛骨と仙尾骨を除去し、下腿骨及び大腿骨の筋入れ等を行なう。前処理後の自動化された工程では、各ステーションにおいてワークをクランパで宙吊り状態としながらミートセパレータで骨に付着した肉を引き剥しながらカッタ機構により下腿骨又は大腿骨の周回りに筋入れを行い、骨に付着した肉、筋、腱等の生体組織を切断し、徐々に肉の分離を行なっていく。
この筋入れは、該カッタ機構に対してワークを所定の角度で回転可能とし、骨の長手方向の所定位置で骨の周回りにカッタを入れ、生体組織を切断できるようにしている。
この筋入れは、該カッタ機構に対してワークを所定の角度で回転可能とし、骨の長手方向の所定位置で骨の周回りにカッタを入れ、生体組織を切断できるようにしている。
特許文献2には、食鶏もも肉の脱骨工程で、脱骨工程の前断階で行なわれる筋入れ工程を自動化した筋入れ方法及び装置が開示されている。この筋入れ手段は、バッファコンベアの搬送軌道上に設けられた筋入れステーションに、食鶏もも肉の保持機構と筋入れ機構とを設け、該保持機構で食鶏もも肉を設定された姿勢に保持させた状態で、筋入れ機構により筋入れを行なうものである。
特許文献1又は2に開示された脱骨装置では、もも肉を搬送軌道上を移動する搬送チェーンに取り付けられたクランパ又はハンガに懸垂する作業を人手で行なっている。この載架工程はオペレータが行なっており、自動化されていない。従って、オペレータは、重量のある骨付き肉を持ち上げる重労働を余儀なくされていた。
そのため、載架工程の機械による自動化を行い、オペレータの重労働を解消するため、先端部に把持部をもち、動作プログラムにより動作制御された多軸多関節アームを使用することが考えられる。しかし、多軸多関節アームにより骨付き肉を把持させるためには、骨付き肉の最細部を常に定位置で把持可能な方向に向けておく必要があり、この作業をオペレータが行なう必要がある。そのため、依然として人手を要するという問題がある。
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、骨付き肉の脱骨ラインに装着されたクランプ装置又はハンガに骨付き肉を載架する作業を完全に自動化可能として、省人化を達成することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明の骨付き肉の載架方法は、
骨付き肉を搬送装置で搬送しながら脱骨する脱骨工程で、該搬送装置に骨付き肉を載架させる方法において、
コンベア上に骨付き肉の先側突起部をコンベア進行方向に向けて載置して骨付き肉をコンベア下流側へ移送し、
コンベア下流側のコンベア面上に設けられ中央に該先側突起部が通過可能な間隔をもうけたV字形ガイドのガイド面で骨付き肉の移動を一時停滞させると共に、コンベア面の移動により骨付き肉の先側突起部を該間隔から前方に突き出すようにして該先側突起部を位置決めし、
予め設定された動作軌跡に沿って動作される把持部を有する多軸多関節アームで、位置決めされた該先側突起部を把持して搬送装置の載荷部まで運ぶようにしたものである。
骨付き肉を搬送装置で搬送しながら脱骨する脱骨工程で、該搬送装置に骨付き肉を載架させる方法において、
コンベア上に骨付き肉の先側突起部をコンベア進行方向に向けて載置して骨付き肉をコンベア下流側へ移送し、
コンベア下流側のコンベア面上に設けられ中央に該先側突起部が通過可能な間隔をもうけたV字形ガイドのガイド面で骨付き肉の移動を一時停滞させると共に、コンベア面の移動により骨付き肉の先側突起部を該間隔から前方に突き出すようにして該先側突起部を位置決めし、
予め設定された動作軌跡に沿って動作される把持部を有する多軸多関節アームで、位置決めされた該先側突起部を把持して搬送装置の載荷部まで運ぶようにしたものである。
本発明方法では、まず、コンベア上に先側突起部をコンベア進行方向側にして骨付き肉を置き、骨付き肉をコンベア下流側へ移送する。コンベアの下流側には前記V字形ガイドが設けられ、骨付き肉は該V字形ガイドで遮られ、その移動が一時停滞する。一方で、コンベアは動いているので、骨付き肉は徐々にV字形ガイドのガイド面に押し付けられる。このコンベアの動きにより、先側突起部が該ガイド面を滑って中央の間隔から前方に突き出されるようになる。この状態で骨付き肉の本体部分がV字形ガイドに遮られて停滞する。こうして、骨付き肉がV字形ガイドの設置位置で位置決めされる。
位置決めされた骨付き肉のうち、V字形ガイドの間隔から突き出した先側突起部を予め設定された動作軌跡に沿って動作される多軸多関節アームの把持部で把持し、搬送装置の載架部まで運ぶようにしたものである。
本発明方法では、V字形ガイドで骨付き肉を一時停滞させることで位置決めしているので、多軸多関節アームの把持部で把持しやすくなっている。また、コンベアの動きがV字形ガイドの間隔から骨付き肉の先側突起部を突出させる力として作用するので、該先側突起部を確実にV字形ガイドの間隔から突出させることができる。そのため、該先側突起部を多軸多関節アームで容易に把持できるので、掴みそこねが無くなる。
かかる工程により、骨付き肉の脱骨工程で、搬送チェーン等の搬送ラインに装着されたクランプ装置又はハンガ等に骨付き肉を載架する作業を完全に自動化可能として、省人化を達成することができる。
本発明方法において、多軸多関節アームの把持部の動作軌跡及び動作タイミングを脱骨工程全体の動作に合わせてプログラム制御するようにしてもよい。あるいは、多軸多関節アームの把持部の動作軌跡を事前にティーチングしておき、ティーチングした動作軌跡に基づいて該把持部を動作させるようにしてもよい。
また、本発明方法において、多軸多関節アームの把持部で骨付き肉先側突起部のうちクランプ位置より骨付き肉本体側を把持し、多軸多関節アームの持ち上げ動作時に骨付き肉の自重により該把持部を骨付き肉に対しクランプ位置まで滑らせるようにするとよい。
これによって、骨付き肉の先側突起部のクランプ位置を多軸多関節アームの把持部で確実に把持することができる。
これによって、骨付き肉の先側突起部のクランプ位置を多軸多関節アームの把持部で確実に把持することができる。
また、本発明方法において、コンベアのコンベア面を骨付き肉の前処理用の台として兼用させるようにすれば、前処理した骨付き肉をそのままコンベアで搬送するだけで、骨付き肉を搬送装置に自動的に載架することができる。
また、本発明方法において、多軸多関節アームの把持部で持ち上げた骨付き肉を搬送ラインの載荷部に設けられ骨付き肉の最狭部が嵌合する隙間を有するクランプ台に吊下し、
該クランプ台に設けられたプッシャにより、搬送装置に設けられたクランプ装置の動きと同期させながら骨付き肉を該クランプ装置に移し替えるようにするとよい。
これによって、簡単な構成で、多軸多関節アームの把持部で把持された骨付き肉を搬送装置に移し替えることができる。
該クランプ台に設けられたプッシャにより、搬送装置に設けられたクランプ装置の動きと同期させながら骨付き肉を該クランプ装置に移し替えるようにするとよい。
これによって、簡単な構成で、多軸多関節アームの把持部で把持された骨付き肉を搬送装置に移し替えることができる。
また、前記本発明方法を実施するための本発明の骨付き肉の載荷装置は、
骨付き肉を搬送装置で搬送し該搬送装置に沿って設けられた各処理ステーションで脱骨処理する脱骨装置で、該搬送装置に骨付き肉を載架させる装置において、
搬送ラインの載荷部近傍に設けられたコンベア、及び該コンベアのコンベア面上に設けられ中央に骨付き肉の先側突起部が通過可能な間隔をもうけたV字形ガイドと、
予め設定された動作軌跡に動作される把持部を備え、該V字形ガイドの間隔からコンベア進行方向に突き出した骨付き肉の先側突起部を該把持部で把持して搬送ラインの載架部まで運ぶ多軸多関節アームと、を備え、
V字形ガイドで一時停滞し該V字形ガイドの間隔から突き出して位置決めされた骨付き肉の先側突起部を多軸多関節アームの把持部で把持し、該載架部に運ぶように構成したものである。
骨付き肉を搬送装置で搬送し該搬送装置に沿って設けられた各処理ステーションで脱骨処理する脱骨装置で、該搬送装置に骨付き肉を載架させる装置において、
搬送ラインの載荷部近傍に設けられたコンベア、及び該コンベアのコンベア面上に設けられ中央に骨付き肉の先側突起部が通過可能な間隔をもうけたV字形ガイドと、
予め設定された動作軌跡に動作される把持部を備え、該V字形ガイドの間隔からコンベア進行方向に突き出した骨付き肉の先側突起部を該把持部で把持して搬送ラインの載架部まで運ぶ多軸多関節アームと、を備え、
V字形ガイドで一時停滞し該V字形ガイドの間隔から突き出して位置決めされた骨付き肉の先側突起部を多軸多関節アームの把持部で把持し、該載架部に運ぶように構成したものである。
かかる構成により、コンベアで移動し前記V字形ガイドで一時停滞した骨付き肉をV字形ガイドの間隔から先側突起部を突き出させた状態で確実に位置決めすることができる。そのため、骨付き肉の位置決め作業を人手に依らず自動化でき、しかも多軸多関節アームの把持部で該先側突起部を確実に把持できる。このようにして、骨付き肉を搬送装置に載架する工程を人手によらず自動化できる。
本発明装置において、多軸多関節アームの把持部を、互いに接近離隔自在であると共に、互いに対面する側に骨付き肉把持用の凹部を有する一対のクランプ片で構成し、該一対のクランプ片で骨付き肉の先側突起部を把持して持ち上げた時に該凹部に骨付き肉の最細部を滑り込ませるようにするとよい。
かかる構成により、多軸多関節アームの把持部による骨付き肉の把持を確実に行なうことができ、掴みそこねがなくなる。
かかる構成により、多軸多関節アームの把持部による骨付き肉の把持を確実に行なうことができ、掴みそこねがなくなる。
また、前記本発明方法を実施する場合に、多軸多関節アームの把持部の動作軌跡及び動作タイミングを制御するプログラムとして、V字形ガイドの間隔から突き出した骨付き肉の先側突起部を把持して持ち上げ、搬送ラインの載荷部まで運ぶように多軸多関節アームの把持部を動作させるプログラムを用いるとよい。
また、多軸多関節アームの把持部を互いに接近離隔自在であると共に、互いに対面する側に骨付き肉把持用の凹部を有する一対のクランプ片で構成し、前記動作プログラムを、多軸多関節アームの把持部で骨付き肉を持ち上げた時に、骨付き肉の自重で該凹部に骨付き肉が滑り込むのと同期させて、該クランプ片間の間隔を狭めるように動作させるように構成するとよい。この動作によって、該一対のクランプ片の凹部で骨付き肉のクランプ位置を確実に把持させることができる。
本発明方法によれば、骨付き肉を搬送装置で搬送しながら脱骨する脱骨工程で、該搬送装置に骨付き肉を載架させる方法において、コンベア上に骨付き肉の先側突起部をコンベア進行方向に向けて載置して骨付き肉をコンベア下流側へ移送し、コンベア下流側のコンベア面上に設けられ中央に該先側突起部が通過可能な間隔をもうけたV字形ガイドのガイド面で骨付き肉の移動を一時停滞させると共に、コンベア面の移動により骨付き肉の先側突起部を該間隔から前方に突き出すようにして該先側突起部を位置決めし、予め設定された動作軌跡に沿って動作される把持部を有する多軸多関節アームで、位置決めされた該先側突起部を把持して搬送装置の載架部まで運ぶようにしたことにより、骨付き肉を多軸多関節アームで把持して搬送装置の載架部に載架できるので、骨付き肉の載架工程を人手に依らず機械により自動化できて、省人化を達成できる。
また、本発明装置によれば、骨付き肉を搬送装置で搬送し該搬送装置に沿って設けられた各処理ステーションで脱骨処理する脱骨装置で、該搬送装置に骨付き肉を載架させる装置において、搬送ラインの載荷部近傍に設けられたコンベア、及び該コンベアのコンベア面上に設けられ中央に骨付き肉の先側突起部が通過可能な間隔をもうけたV字形ガイドと、
予め設定された動作軌跡に動作される把持部を備え、該V字形ガイドの間隔からコンベア進行方向に突き出した骨付き肉の先側突起部を該把持部で把持して搬送ラインの載架部まで運ぶ多軸多関節アームと、を備え、V字形ガイドで一時停滞し該V字形ガイドの間隔から突き出して位置決めされた骨付き肉の先側突起部を多軸多関節アームの把持部で把持し、該載架部に運ぶように構成したことにより、骨付き肉を多軸多関節アームで把持して搬送装置の載架部に載架できるので、骨付き肉の載架工程を機械により自動化できて、省人化を達成できる。
予め設定された動作軌跡に動作される把持部を備え、該V字形ガイドの間隔からコンベア進行方向に突き出した骨付き肉の先側突起部を該把持部で把持して搬送ラインの載架部まで運ぶ多軸多関節アームと、を備え、V字形ガイドで一時停滞し該V字形ガイドの間隔から突き出して位置決めされた骨付き肉の先側突起部を多軸多関節アームの把持部で把持し、該載架部に運ぶように構成したことにより、骨付き肉を多軸多関節アームで把持して搬送装置の載架部に載架できるので、骨付き肉の載架工程を機械により自動化できて、省人化を達成できる。
また、本発明方法を実施する場合に、V字形ガイドの間隔から突き出した骨付き肉の先側突起部を把持して持ち上げ、搬送ラインの載荷部まで運ぶように多軸多関節アームの把持部を動作させる動作プログラムを用いたことにより、多軸多関節アームによりコンベア上の骨付き肉の先側突起部を確実に把持して、骨付き肉を搬送装置に載架できる。従って、該載架工程を、人手に依らず機械により自動化できて、省人化を達成できる。
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
本発明を豚もも部位の脱骨装置に適用した一実施形態を図1~図36に基づいて説明する。図1は本実施形態に係る脱骨装置の全体構成図であり、図2は該脱骨装置で実施する脱骨工程の全体構成図である。
図2において、豚もも部位(以下「ワーク」という)1は、足首側から下腿骨2、大腿骨3、寛骨4、及び大腿骨3のひざ関節部5付近の前側に位置するさら骨(膝蓋骨)6、及びこれらの骨を取り巻く肉部7とからなる。図16(b)及び(c)に示すように、下腿骨2を取り巻く肉部7は、ちまき7dとすね肉7eからなり、大腿骨3を取り巻く肉部7は、しんたま7a、うちもも7b及びそともも7cから構成され、そともも7cの外側外周面に脂肪層1aを有する。
図2において、豚もも部位(以下「ワーク」という)1は、足首側から下腿骨2、大腿骨3、寛骨4、及び大腿骨3のひざ関節部5付近の前側に位置するさら骨(膝蓋骨)6、及びこれらの骨を取り巻く肉部7とからなる。図16(b)及び(c)に示すように、下腿骨2を取り巻く肉部7は、ちまき7dとすね肉7eからなり、大腿骨3を取り巻く肉部7は、しんたま7a、うちもも7b及びそともも7cから構成され、そともも7cの外側外周面に脂肪層1aを有する。
本実施形態では、まず、前処理ステーション20で、オペレータによる手作業で寛骨4を除去する。次に、載架ステーション30で、多軸多関節アーム31を用いて、寛骨4が除去されたワーク1の足首部8を脱骨装置の搬送ラインに載架する。ワーク1を搬送ラインを構成する移動チェーン12に装着されたクランパ11に右脚又は左脚の区別なくランダムに懸垂する。この状態で、図1に示す、前筋入れステーション40から骨排出ステーション110まで、自動化された各処理工程を実施する。
図1において、移動チェーン12は、水平方向に配置され、駆動装置13によって一定速度で移動し、クランパ11の巡回路を形成する。図5等に示すように、クランパ11は、ワーク1の足首部8を挿入できる凹部を有し、移動チェーン12に等間隔で装着されている。そして、移動チェーン12によって形成される搬送路をワーク1を懸垂しながら水平方向に一定速度で移動する。なお、前筋入れステーション40から後筋入れステーション80まで、ワーク1は、脂肪層側1aを背面側(移動チェーン12によって形成される巡回搬送路の内側)に向けて懸垂される。
後述するように、載架ステーション30で、右脚又は左脚の判別を行う。この判別結果に対応して、クランパ11を回転させる機構と、クランパ11を搬送方向bに傾動させる揺動支点11a(図26及び図36等参照)とが設けられている。このクランパ回転機構は、第1筋入れステーション50~第3筋入れステーション70で利用され、該傾動機構は、下腿骨分離ステーション90での下腿骨からの肉引き剥し工程、及び大腿骨分離ステーション100での大腿骨からの肉引き剥し工程に利用されている。
前処理ステーション20では、2列のベルトコンベア21及び22が並列に配置されている。ベルトコンベア21及び22は、矢印a方向に一定の低速度で動き、ここでオペレータPが、前処理としてワーク1から寛骨4を除去する。
ベルトコンベア21の下流側には、速度可変のベルトコンベア23が連設され、ベルトコンベア22の下流側にも、同様に速度可変のベルトコンベア24が連設されている。ベルトコンベア23及び24の入口には、ワーク1の通過を検知するセンサ25及び26が設けられている。
ベルトコンベア21の下流側には、速度可変のベルトコンベア23が連設され、ベルトコンベア22の下流側にも、同様に速度可変のベルトコンベア24が連設されている。ベルトコンベア23及び24の入口には、ワーク1の通過を検知するセンサ25及び26が設けられている。
本実施形態の脱骨ラインでは、ベルトコンベア23又は24以降のラインは、敷居14で囲まれた区域に配置される。オペレータPは、寛骨4を除去したワーク1の足首部8を矢印a方向に向け、かつ脂肪層1aを下側にしてベルトコンベア21又は22上に載置する。この場合、足首部8の向きは、ベルトコンベアの軸方向に正確に合わせる必要はなく、厳密性を要求されない。即ち、足首部8を矢印a方向と直交するベルトコンベア幅方向に対して矢印a方向側に向ければよい。
ベルトコンベア21又は22上に置かれたワーク1は、ベルトコンベア23又は24に受け継がれて搬送される。ベルトコンベア23及び24の移動方向終端には、夫々V字形ガイド27が設けられている。V字形ガイド27は、ベルトコンベア23又は24の両側縁から中央に向けて矢印a方向に傾斜して配置された一対の長方形のガイド板27a、27aで構成されている。ガイド板27は、その面が上下方向に配置され、下辺がコンベア面との間に僅かな隙間をもってコンベア面と平行に配置されている。
両ガイド板27の間には、中央にワーク1の足首部8が通過可能な間隔s1がもうけられている。寛骨4を除去されたワーク1がV字形ガイド27に到達すると、ベルトコンベア23又は24の矢印a方向への動きにより、ワーク1がV字形ガイド27の表面に押し付けられる。この押付力により、足首部8がV字形ガイド27の表面を滑って間隔s1に到達し、さらに、該間隔s1を通過して前方に突き出される。この状態を図6に示す。
ベルトコンベア23又は24の移動方向終端には、載架ステーション30が設けられ、ここにワーク1を脱骨ラインに載架する6軸垂直多関節アーム31が設けられている。図3に示すように、載架用アーム31の先端には、エアチャック装置311が装着されている。エアチャック装置311は、互いに接近又は離隔する方向に移動自在な一対のチャック片312,312を備え、エアチャック装置311の内部に、エアシリンダを含む駆動装置314を内蔵している。駆動装置314によって、チャック片312,312を互いに接近又は離隔する方向に駆動する。
チャック片312,312には、互いに対向する側にワーク1の足首部8を把持するための凹部313,313が設けられている。そして、V字形ガイド27の隙間s1から前方に突き出した足首部8をチャック片312,312で把持して持ち上げ、後述する移し替え装置32に運ぶ。そして、ワーク1を移し替え装置32を介してクランパ11に懸垂する。
なお、図4に示すように、本脱骨装置には、脱骨装置全体の稼動を制御するコントローラ120が設けられている。コントローラ120は、移動チェーン12の速度や各処理ステーションの稼動、その他脱骨ライン全体の機器類を制御する。
コントローラ120には、載架用アーム31の動作軌跡及び動作タイミング、並びにチャック片312,312の動作を制御する載架動作プログラム126が記憶されている。載架動作プログラム126に従う制御信号を、コントローラ120から載架用アーム31の駆動装置315及びエアチャック装置311の駆動装置314に送信し、この制御信号に従って、載架用アーム31及びチャック片312,312を作動させる。
コントローラ120には、載架用アーム31の動作軌跡及び動作タイミング、並びにチャック片312,312の動作を制御する載架動作プログラム126が記憶されている。載架動作プログラム126に従う制御信号を、コントローラ120から載架用アーム31の駆動装置315及びエアチャック装置311の駆動装置314に送信し、この制御信号に従って、載架用アーム31及びチャック片312,312を作動させる。
また、コントローラ120は、演算手段125を備えている。演算手段125は、センサ25又は26でワーク1の通過を検出したタイミングから、ベルトコンベア23又は24の最適な移動速度を演算し、これらベルトコンベアの速度を載架用アーム31のワーク把持タイミングに合わせるように、ベルトコンベア23又は24の駆動装置28又は29を制御する。
即ち、載架用アーム31でワーク1を把持する時に、ベルトコンベア23又は24のどちらかで、V字形ガイド27の間隔s1にワーク1の足首部8が存在するように、ベルトコンベア23又は24の移動速度を制御する。
即ち、載架用アーム31でワーク1を把持する時に、ベルトコンベア23又は24のどちらかで、V字形ガイド27の間隔s1にワーク1の足首部8が存在するように、ベルトコンベア23又は24の移動速度を制御する。
次に、移し替え装置32の構成を図5に基づいて説明する。図5において、載架用アーム31のチャック片312,312でワーク1の足首部8を把持し、ワーク1をクランプ台321に懸垂する。クランプ台321は、水平方向に配置された一対の板で構成され、該板の間に、ワーク1の足首部8の最細部を挿入でき、足首部8を懸垂可能な寸法を有する間隔s3を有する。
クランプ台321に足首部8が懸垂されたワーク1を、エアシリンダ322によって中継用クランプ台323の方向に押し出す。中継用クランプ台323は、クランプ台321と移動チェーン12との間に水平に配置された一対の板からなり、該板間に間隔s3と同一寸法の間隔s4を有する。中継用クランプ台323は、図示しない駆動装置によりクランパ11と同期して、クランパ11と同一方向(搬送方向b)に同一速度で移動される。
中継用クランプ台323がクランパ11と同期して移動している間に、中継用クランプ台323に設けられたエアシリンダ324によって、中継用クランプ台323に懸垂されたワーク1をクランパ11に向かって押し出す。こうして、ワーク1はクランパ11に設けられた間隔s5に挿入され、クランパ11に懸垂される。
なお、図3(b)に示すように、チャック片312,312が閉じたときの凹部313,313の寸法s2と、クランプ台321の間隔s3と、中継用クランプ台323の間隔s4と、クランパ11の間隔s5とは、同一寸法に設定されている。ワーク1をクランパ11に移し替えた後、移替えクランプ台323は、図示しない駆動装置によりクランプ台321に隣接する元の位置まで戻る。
次に、図6及び図7により、ベルトコンベア23又は24上のワーク1を載架用アーム31でクランプ台321に載架する手順を説明する。図6は、ベルトコンベア23又は24上でのワーク1の位置決め状況、及びクランプ台321、クランパ11でのワーク1の懸垂状態を示し、図7(a)~(c)は、ワーク1をベルトコンベア23又は24上からクランプ台321に載架するまでの手順を示す。
図7(a)に示すステップ1で、ワーク1をベルトコンベア23又は24上に位置決めし、V字形ガイド27間の隙間s1から突出させた足首部8に載架用アーム31のチャック片312,312を当て、図7(b)に示すステップ2で、足首部8をチャック片312,312で把持して持ち上げる。
次に、図7(c)に示すステップ3で、載架用アーム31で持ち上げたワーク1をクランプ台321間の間隔s3に押し込み、クランプ台321に懸垂する。ワーク1をクランプ台321に懸垂した後、チャック片312,312を互いに離隔させて、ワーク1の把持を解除した後、載架用アーム31を退避させる。
次に、図7(c)に示すステップ3で、載架用アーム31で持ち上げたワーク1をクランプ台321間の間隔s3に押し込み、クランプ台321に懸垂する。ワーク1をクランプ台321に懸垂した後、チャック片312,312を互いに離隔させて、ワーク1の把持を解除した後、載架用アーム31を退避させる。
図6に示すように、ワーク1の下腿骨2の形状は、最細部から足首部8の先端に向かって広がっていくテーパ状になっている。これを利用して、移し替え装置32のクランプ台321又はクランパ11に足首部8の最細部付近を挿入することにより、足首部8の先端部をクランプ台321又はクランパ11に係止させて、ワーク1を懸垂できる。
チャック片312,312や、クランプ台321、中継用クランプ台323又はクランパ11にワーク1を懸垂させたときに、足首部8がこれらのクランプ装置に係止するクランプ位置iは、間隔s2~s5の幅と足首部8のテーパ部の幅が合致した位置となる。間隔s2~s5は同一寸法であるので、前記各種クランプ装置に足首部8が係止するクランプ位置iは同一位置となる。従って、載架用アーム31からクランプ台321にワーク1を移し替えるとき、図7(c)に示すように、チャック片312,312の動作軌跡をできるだけクランプ台321に近づけることにより、ワーク1の移し替えを円滑かつ確実に行なうことができる。
一方、ベルトコンベア23又は24上のV字形ガイド27でワーク1を位置決めしたとき、V字形ガイド27の間隔s1から突出する足首部8の位置は、ワーク1の固体差によってバラツキを生じる。即ち、図6に示すように、大きめのワーク1(B)と小さめのワーク1(S)とを位置決めした時では、V字形ガイド27間の隙間s1から突出する足首部8の長さが異なる。そのため、ワーク1(B)と小さめのワーク1(S)のクランプ位置iは、V字形ガイド27からの突出位置でバラツキjを生じる。
本実施形態では、ベルトコンベア23又は24が搬送方向aに移動する動きを利用して、足首部8をV字形ガイド27の間隔s1から突出させる突出力を生じさせ、この突出力によって、足首部8を間隔s1から突出させる。これによって、足首部8を最細部よりもワーク本体寄りの部分まで間隔s1から突出させることができるため、チャック位置をクランプ位置iのバラツキ範囲よりもワーク本体寄りに定めることができる。
図3(a)に示すように、チャック片312,312の間隔を広げた状態で、チャック片312,312を前記バラツキ範囲よりワーク本体寄りに当てる。そして、チャック片312,312の間隔を狭めて足首部8を把持する。ワーク1を持ち上げると、ワーク1の重量がチャック片312,312に付加され、ワーク1が下方へ滑る。ワーク1が下方へ滑ると、骨の形状が足首先端側へ向かって広がっているので、クランプ位置iで止まる。
チャック位置がクランプ位置iに接近すると同時に、載架動作プログラム126に基づくコントローラ120からの制御信号により、チャック片312,312の間隔を狭めるように制御する。ワーク1を把持して、ワーク1を起し始め、ワーク1の自重により、チャック位置がクランプ位置iに接近すると同時に、チャック片312,312の間隔を狭めるようにする。そして、載架用アーム31でワーク1を持ち上げ、ワーク1の全自重がチャック片312,312に加わった時に、図3(b)に示すように、足首部8がチャック片312,312の凹部313,313に嵌り込むと同時に、チャック片312,312の間隔を最も狭めるようにする。
この時に、ワーク1のチャック位置がクランプ位置iに到達する。このような動作手順を踏むことにより、載架用アーム31のチャック片312,312でワーク1の足首部8を確実に把持し、ワーク1を脱落することなく、クランプ台321に載架できる。
この時に、ワーク1のチャック位置がクランプ位置iに到達する。このような動作手順を踏むことにより、載架用アーム31のチャック片312,312でワーク1の足首部8を確実に把持し、ワーク1を脱落することなく、クランプ台321に載架できる。
このように、載架ステーション30において、載架用6軸多関節アーム31及びチャック片312,312の動作をプログラム制御し、前処理後のワーク1をチャック片312,312で把持して、クランパ11に懸垂させるようにしているので、ワーク1のクランパ11への載架作業を自動化できる。なお、ベルトコンベア23又は24で移送された前処理後のワーク1をV字形ガイド27の設置位置で一時停滞させて位置決めしているので、チャック片312,312をワーク1の足首部8に容易に合わせることができる。
また、V字形ガイド27間の間隔s1から突き出した足首部8を矢印a方向へ移動するベルトコンベア23又は24の付勢力で該間隔s1から押出すようにしているので、間隔s1から足首部8を確実に突出させることができ、クランプ位置iのバラツキ範囲よりワーク本体寄りにチャック位置を定めることができる。
そして、ワーク1の引き上げに伴って、チャック片312,312に加わるワーク1の自重により、ワーク1をチャック片312,312から滑らせることにより、チャック位置をクランプ位置iに一致させることができる。この動作に同期させて、チャック片312,312間の間隔を狭めるようにプログラム制御しているので、ワーク1を凹部313に確実に把持し、足首部8の掴み損ねや足首部8の破損を防止できる。
そして、ワーク1の引き上げに伴って、チャック片312,312に加わるワーク1の自重により、ワーク1をチャック片312,312から滑らせることにより、チャック位置をクランプ位置iに一致させることができる。この動作に同期させて、チャック片312,312間の間隔を狭めるようにプログラム制御しているので、ワーク1を凹部313に確実に把持し、足首部8の掴み損ねや足首部8の破損を防止できる。
そして、チャック片312,312の動作軌跡をできるだけクランプ台321に近づけることにより、ワーク1の移し替えを円滑かつ確実に行なうことができる。
また、前処理ステーション20では、ベルトコンベア21又は22を前処理用の台に兼用しているので、前処理ステーション20の構成を簡素化できる。
また、前処理ステーション20では、ベルトコンベア21又は22を前処理用の台に兼用しているので、前処理ステーション20の構成を簡素化できる。
クランプ台321の両側には、ワーク1の右脚・左脚の別を判別する左右判別装置33が配置されている。ワーク1をクランパ11側に脂肪層1aを向けてクランプ台321に懸垂した後、エアシリンダ322でクランパ11側に押出す途中で、ワーク1を一旦クランプ台321途中の左右判別装置33の前面で停止させる。そこでワーク1の右脚・左脚の別を判別する。以下、左右判別装置33の構成を図8及び図9により説明する。
図8において、左右判別装置33の前面で停止したワーク1に対して、両側から夫々一対ずつの計測アーム331及び332をワーク1を挟む位置に接近させる。そして、一対の計測アーム331及び332を互いに接近させ、ワーク1を挟む。図9で計測アーム331又は332の駆動機構を説明する。図9において、計測アーム331(又は332)にはそれぞれ直角方向にラック333及び334が接続されている。そして、ラック333及び334はピニオン335に螺合している。
計測アーム331(又は332)の一方は、エアシリンダ336のシリンダロッド337が取り付けられ、エアシリンダ336の駆動によって、計測アーム331(又は332)間の間隔α(又はβ)が調整されるように構成されている。ピニオン335にはエンコーダ338が取り付けられ、エンコーダ338でピニオン335の回転角又は回転数を検知する。エアシリンダ336は圧縮性流体である空気で駆動されるので、計測アーム331(又は332)がワーク1を挟み、ワーク1から所定の反力を受けた時点で、自動的に停止する。
エンコーダ338の検知信号をコントローラ120に内蔵された左右判別手段121に送信し、左右判別手段121で、間隔α(又はβ)を演算する。ワーク1の厚さは、前処理ステーション20で寛骨4を除去した関係で、左右で差が発生している。図8は右脚のワーク1(R)の例であり、間隔αと間隔βとを比較し、例えば、α>βであるときは、ワーク1が右脚であり、α<βであるときは左脚であると判定する。本実施形態では、右脚のワーク1を1(R)、左脚のワーク1を1(L)と表示する。
かかる構成の左右判別装置33によれば、左右判別装置33の前面でワーク1が静止した状態で計測し、かつワーク1の左右両側の厚みの差で計測するので、正確な判別が可能になる。また、装置構成も計測アーム331、332などの簡単な装備で足りる。
かかる構成の左右判別装置33によれば、左右判別装置33の前面でワーク1が静止した状態で計測し、かつワーク1の左右両側の厚みの差で計測するので、正確な判別が可能になる。また、装置構成も計測アーム331、332などの簡単な装備で足りる。
ワーク1の右脚・左脚の判別をした後、ワーク1をクランパ11に載架する。クランパ11は、駆動装置13によって等速で矢印b方向へ移動し、次に、前筋入れステーション40に到達する。前筋入れステーション40で、まず、ワーク1はワーク長検出装置41の前面に到達する。以下、ワーク長検出装置41の構成を図10及び図11に基づいて説明する。
図10及び図11において、ワーク1の搬送ラインに対面して台座140が設けられている。台座140には、スイッチバー141aと接点141bからなる近接スイッチ又はリミットスイッチ141(以下「スイッチ141」という。)が設けられている。スイッチバー141aと台座140間には、コイルバネ142が介装され、スイッチバー141aに他から力が付加されないときは、スイッチ141はオフとなっている。台座140が上昇し、スイッチバー141aがワーク1に押されて接点141bに接近又は接触したとき、スイッチ141がオンとなって、その時の台座140の上昇量Xを計測可能に構成されている。
また、図11に示すように、台座140に2本の支柱143が立設され、四角形状に折り曲げ加工されたアーム144が支柱143に回動可能に軸支されている。アーム144の先端は、丸棒状の押し退けバー145を形成している。また、アーム144には、押し退けバー145と反対側にカウンタウエイト146が取り付けられている。このカウンタウエイト146により、アーム144に他から力が付加されないときは、略水平方向に向いている。図11に示すように、アーム144の長さは、台座140の長さより大きいので、アーム144は台座140より下方に回動することができる。
ワーク1は、寛骨4が除去されているため、下部が深くえぐれて大腿骨頭3aが露出している。大腿骨頭3aとワーク1の下端部1bとはそれほど離れておらず、アーム144がない場合、スイッチバー141aがワーク1に接近すると、下端部1bに接触しやすく、そのため誤動作が生じやすい。ワーク長の検出は、まず、台座140を矢印k方向に前進させ、アーム144の先端部(押し退けバー145)を大腿骨頭3aより前方に位置させる。その後、台座140を矢印l方向に上昇させる。
図10に示すように、台座140がワーク1に向かって前進かつ上昇すると、押し退けバー145がワーク1の下端部1bに当り、ワーク1を押し退けるため、スイッチバー141aがワーク下端部1bに当ることはない。そして、アーム144自体もワーク1から反力を受けて下方に回動する。この時スイッチバー141aが大腿骨頭3aに当り、下方に押される。この状態を図10(b)に示す。
これによって、スイッチ141がオンとなり、このときの台座140の上昇量Xを計測する。クランパ11の位置と移動前の台座140の位置の上下差Yは既知であり、この上下差Yから上昇量Xを減算することにより、クランパ11のクランプ位置から大腿骨頭3aまでの長さ、即ちワーク長Wを算出することができる。
これによって、スイッチ141がオンとなり、このときの台座140の上昇量Xを計測する。クランパ11の位置と移動前の台座140の位置の上下差Yは既知であり、この上下差Yから上昇量Xを減算することにより、クランパ11のクランプ位置から大腿骨頭3aまでの長さ、即ちワーク長Wを算出することができる。
かかる構成のワーク長検出装置41によれば、押し退けバー145がまずワーク1の下端部1bに当って、下端部1bを押し退けた後、スイッチバー141aが大腿骨頭3aに接近するようにしているので、スイッチバー141aがワーク下部1bに当って誤動作するおそれがない。従って、スイッチバー141aが確実に大腿骨頭3aに接触できるので、ワーク長Wを確実且つ精度良く検出することができる。
ワーク長さ測定結果は、第1筋入れステーション50~第3筋入れステーション70での切断動作プログラムの切り替え、後筋入れステーション80で行なうさら骨側面カットの始点・終点の設定、及び大腿骨分離ステーション100の大腿骨引き剥し工程の始点・終点の設定に用いる。
ワーク長さ測定結果は、第1筋入れステーション50~第3筋入れステーション70での切断動作プログラムの切り替え、後筋入れステーション80で行なうさら骨側面カットの始点・終点の設定、及び大腿骨分離ステーション100の大腿骨引き剥し工程の始点・終点の設定に用いる。
次に、前筋入れステーション40で、搬送ライン12を挟んで水平方向に配置された一対の丸刃カッタ42間にワーク1を通し、足首部(クランパ11で懸垂された箇所直下の下腿骨部、図2中ラインdの部分)を全周カットし、後工程での肉引き剥しを可能とする。ここでは、ワーク1を丸刃カッタ42間を通す時、クランパ11を回転させることにより、足首部8の全周カットを可能にする。また、丸刃カッタ42がワーク1から所定以上の反力を受けたときに後退する逃げ機構を有している。これによって、ワーク1の足首部8の骨の切断を防止している。
次に、ワーク1に長手方向の筋入れを実施する。筋入れ工程は、第1筋入れステーション50、第2筋入れステーション60及び第3筋入れステーション70で、夫々3種の筋入れを行なう。各筋入れステーションには、夫々先端に切断刃をもつ同一構成の筋入れ用6軸垂直多関節アーム51,61及び71が、搬送ライン12に沿って並列に配置されている。これら筋入れ用アームの構成を、6軸多関節アーム50を例に取って、図12~14に基づいて説明する。
図12~図14において、腕512の先端部512aにカットツール513が装着されている。カットツール513の構成は、基台516と、基台516に揺動可能に支持された揺動軸514と、揺動軸514に対して切断刃進行方向mに対して後退する方向にオフセットした位置に取り付けられたナイフ状の切断刃515とからなる。なお、切断刃515は鋭角のV字形断面をなし、両面で切断機能をもつ。
切断刃515の切り込み角度nを決定する揺動軸514を切断刃515よりも腕512側に位置させることにより、切断刃515の支持点が実際にワーク1との接触位置よりも切断刃進行方向m側に先行する。かかる構成により、切断刃515を骨の表面に倣って移動させることができる。
切断刃515の切り込み角度nを決定する揺動軸514を切断刃515よりも腕512側に位置させることにより、切断刃515の支持点が実際にワーク1との接触位置よりも切断刃進行方向m側に先行する。かかる構成により、切断刃515を骨の表面に倣って移動させることができる。
また、切断刃515が取り付けられた基台516は、スライド機構517により、腕512の軸方向及び切断刃進行方向mに対して直角方向pにスライド可能に構成されている。即ち、スライド機構517は、腕512の先端部512aに対して切断刃進行方向mと直交する方向pに固定された基台518と、該基台518上に基台518に沿って取り付けられたリニアガイドレール519と、該リニアガイドレール519の上方で基台158に取り付けられたリニアガイドバー521とからなる。基台516は、リニアガイドレール519及びリニアガイドバー521に摺動自在に嵌合している。
基台516の両側のリニアガイドバー521の周囲には、コイルバネ522が装着されて、基台516が、リニアガイドレール519及びリニアガイドバー521の中央に位置するようにコイルバネ522の弾性力が付勢されている。
このように、切断刃515は、切断刃進行方向mと直交する矢印p方向に移動可能であるとともに、切断刃515の切り込み角度nを揺動軸514を中心に可変となるように構成された弾性支持機構523を介して腕512に取り付けられている。これによって、骨の太さ、長さのバラツキに対応して骨に当てる切断刃515の位置に柔軟性をもたせることができる。
このように、切断刃515は、切断刃進行方向mと直交する矢印p方向に移動可能であるとともに、切断刃515の切り込み角度nを揺動軸514を中心に可変となるように構成された弾性支持機構523を介して腕512に取り付けられている。これによって、骨の太さ、長さのバラツキに対応して骨に当てる切断刃515の位置に柔軟性をもたせることができる。
第1筋入れステーション50で行なわれる筋入れは、カットツール513を動作させて、図2及び図16(c)のラインeで示すように、ワーク1のひざ関節部5の上部から大腿骨3の下端までの筋入れを行なう。この場合、切断刃515の先端部を大腿骨3の表面に達して該表面に沿うようにし、切断刃515の中間部を、図16(c)に示すように、しんたま7aとうちもも7bとの間の膜に沿うように動作させる。
切断刃515が大腿表面より深く入りすぎると、肉部を傷付けてしまうので、筋入れ工程での切断刃515の動作は、図4に示すコントローラ120によって制御される。図4において、右脚又は左脚の別及びワーク長さの大、中、小から6種類の切断動作プログラム122がコントローラ120に記憶されている。
載架ステーション30の左右判別装置33からエンコーダ338の検知信号をコントローラ120の左右判別手段121に入力し、左右判別手段121で右脚又は左脚の判別が行なわれる。また、前筋入れステーション40のワーク長検出装置41で検出した台座140の上昇量Xを演算手段124に入力し、演算手段124で、ワーク長Wを演算する。これら判別結果及び演算結果に基づき、使用プログラム選別手段123で、記憶された切断動作プログラム122の中から切断対象となるワーク1に最も合った切断動作プログラムを選出する。
この選出された切断動作プログラムに従った制御信号をコントローラ120からカットツール駆動装置511に送信する。図12に示すように、カットツール駆動装置511は筋入れ用アーム51の基部510に設けられ、カットツール駆動装置511によってカットツール513を動作させる。第1筋入れステーション50から第3筋入れステーション70までの筋入れは、かかる構成を有する6軸多関節アーム51,61又は71で行なわれる。
このように、右脚・左脚の別及びワーク長に応じて切断刃515の動作軌跡を制御する切断動作プログラムを選定しているが、個々のワーク1の個体差に基づく誤差が生じることは免れない。この誤差を吸収するための微調整を、前記スライド機構37による切断刃515の位置調整と揺動軸514による切断刃515の切り込み角度nの調整とからなる二自由度を可能にした弾性支持機構523が行なう。
図15で、切断刃515の切断動作を説明する。切断動作プログラムは、切断刃515の初期位置がワーク1の骨qの表面に当る位置に設定されている。そのため、図15に示すように、切断動作プログラムにより切断刃515は、まず骨qに当る位置まで挿入される。このとき切断動作プログラムによる初期位置と実際の骨qの位置との個体差による誤差は、切断刃515が骨qの反力を受けて基台516がリニアガイドレール519上で矢印p方向へ摺動することにより、その誤差を吸収する。
腕512の先端部512aが、この初期位置から、切断動作プログラムに従って切断刃進行方向mに移動すると、切断刃515は骨qの表面に倣って移動しながら骨q表面の反力を受けて揺動軸514が回転する。これによって、切断刃515の切込み角度nが骨qの表面に倣う方向となる角度n1に調整される。
このように、切断刃515は、スライド機構517によって切断動作プログラムに対するワーク1の個体差に起因した誤差を吸収して、骨qの表面に沿って進み、同時に、骨qから受ける反力により揺動軸514を中心に骨qの表面に沿う方向に従動回転することができる。揺動軸514は、切断刃515より腕先端部512a側に近い位置にあるので、切断刃515の骨表面に倣う従動回転を可能にする。
このように、切断刃515は、スライド機構517によって切断動作プログラムに対するワーク1の個体差に起因した誤差を吸収して、骨qの表面に沿って進み、同時に、骨qから受ける反力により揺動軸514を中心に骨qの表面に沿う方向に従動回転することができる。揺動軸514は、切断刃515より腕先端部512a側に近い位置にあるので、切断刃515の骨表面に倣う従動回転を可能にする。
従って、切断刃515は、骨qに食い込むことなく、また骨qの表面から離れることなく、骨qの表面に倣って移動することができる。このため骨qの表面に沿って骨qの長手方向に向かう切断動作を円滑に行なうことができ、また、骨qと肉rとの境界を正確に移動できるため、脱骨時の肉の歩留まりを向上させることができる。
なお、第1筋入れステーション50~第3筋入れステーション70では、筋入れ用アームの切断刃515をワーク1の切断箇所に到達しやすくするために、左右判別手段121の判別結果に基づき、クランパ駆動装置15を作動させ、右脚ワーク1(R)の場合はワークを時計方向に約45°回転させ、左脚ワーク1(L)の場合はワークを反時計方向に約45°回転させて搬送している。
次に、第2筋入れステーション60では、下腿骨2の上部からちまき7dに入り、切断刃先端がさら骨6の側面を通り、ひざ関節部5の下側まで達する筋入れを行なう。この筋入れラインは、図2及び図16(b)、(c)にfで表される。筋入れラインfは、図16の(b)と(c)とで約90度ずれているが、豚もも部位の骨が長手方向でねじれており、筋入れラインfも骨の表面に沿ってねじれ面としている。
次に、第3筋入れステーション70では、下腿骨2の上部からひざ関節部5の下側までの筋入れを行なう。この筋入れラインは、図2及び図16の(b)及び(c)でgで表される。
次に、第3筋入れステーション70では、下腿骨2の上部からひざ関節部5の下側までの筋入れを行なう。この筋入れラインは、図2及び図16の(b)及び(c)でgで表される。
なお、第1~第3筋入れ筋入れステーションでは、夫々個別に筋入れ用アームを設置しているが、ワーク1の移動速度を遅く設定している場合は、1台の多軸多関節アームでこれら3工程の筋入れを兼用することもできる。
次に、第1~第3筋入れステーションにおける筋入れ時のワーク1の固定手段の構成を説明する。これら3筋入れステーションの固定手段は、同一構成をしているので、第1筋入れステーション50を例に取って、図1、図17及び18により説明する。
図1において、ワーク1の搬送ラインを挟んで筋入れ用アーム51に対面した位置にワーク1を背面(脂肪層1a側)から支持する背面サポート機構53が設けられている。図17及び図18において、基部531と、基部531から両側に斜め前方に八の字状に延びる腕532とからなるサポート台530が移動チェーン12に対面して設けられている。
図1において、ワーク1の搬送ラインを挟んで筋入れ用アーム51に対面した位置にワーク1を背面(脂肪層1a側)から支持する背面サポート機構53が設けられている。図17及び図18において、基部531と、基部531から両側に斜め前方に八の字状に延びる腕532とからなるサポート台530が移動チェーン12に対面して設けられている。
そして、サポート台530と一体のブラケット541が、ワーク1の搬送方向bに移動可能な移動台535に支持されている。移動台535は、搬送方向bと平行に設置した直動(LM)ガイド536に摺動可能に嵌合されており、筋入れ用アーム51からの負荷に対してガタつくことなくスムーズにサポート台530を移動させることができる。移動台535には、エアシリンダ542が設けられ、エアシリンダ542のシリンダロッド542aは、リンクバー543に接続されている。リンクバー543は、移動台535に固定された軸544に回動可能に軸支されている。
リンクバー543の他端はブラケット541の中央部に連結され、ブラケット541の他端は、リンクバー545に連結されている。かかる構成により、サポート台530は、エアシリンダ542の作動により、クランパ11に懸垂されたワーク1に対して矢印方向に接近又は退避可能になっている。
次に図1により、移動台535の駆動機構を説明する。図1において、移動台535はタイミングベルト538に結合している。そして、サーボモータ539でタイミングベルト538を駆動(回転)させることで、移動台535をクランパ11と同期させて搬送方向bに移動させることができる。
筋入れ時に、移動台535は、クランパ11と同期してクランパ11と同一速度で搬送方向bに移動する。図18(a)に示すように、筋入れしない時、サポート台530は、ワーク1から退避している。図18(b)に示すように、筋入れ時に、エアシリンダ542が作動して、サポート台530をクランパ11に懸垂されたワーク1に接近させ、ワーク1を背面から支持する。第1~第3筋入れステーションで、背面サポート機構53が別々に設けられており、各筋入れステーションに設けられた背面サポート機構は、各筋入れステーションの終点位置でワーク1から離れると、エアシリンダ542が作動して、サポート台530後退させる。そして、該サーボモータの作動によりワーク1の搬送方向bと反対方向に戻り、始点位置に戻る。
背面サポート機構53では、筋入れ時に、ワーク1の背面をサポート台530の基部531で支持し、ワーク1の側面を腕532で支持固定するので、ワーク1に切断刃515による負荷が加わっても、ワーク1を固定することができる。また、ワーク1を斜めに傾斜させて固定することにより、切断刃515による筋入れ作業を容易にできる。
また、移動台535をサーボモータ539で駆動しているため、速度制御走行が可能になり、クランパ11の任意の搬送速度に対応できると共に、広い設置スペースを必要としない利点がある。また、固定台530が始点位置に戻るときは、無負荷状態であるので、搬送速度の2~3倍の速度で戻すことができる。このため、ワーク1の搬送速度の高速化に対応できる。
また、移動台535をサーボモータ539で駆動しているため、速度制御走行が可能になり、クランパ11の任意の搬送速度に対応できると共に、広い設置スペースを必要としない利点がある。また、固定台530が始点位置に戻るときは、無負荷状態であるので、搬送速度の2~3倍の速度で戻すことができる。このため、ワーク1の搬送速度の高速化に対応できる。
上記した筋入れ工程を行なうに際して、コントローラ120には、複数の筋入れ用アームに、夫々機能分担させた筋入れの切断動作を行わせるための以下のプログラムが記憶されている。
図4に示すコントローラ120には、筋入れされるワーク1の左脚又は右脚の別及びワーク長に応じてカットツール(切断刃)の動きが切断動作プログラム122として予め複数設定されるとともに、筋入れの部位が2以上に区分され、該区分された筋入れの部位に応じてカットツールの動きが対応付けられており、複数の筋入れ用アームに対して夫々異なる筋入れ部位が特定されている。
図4に示すコントローラ120には、筋入れされるワーク1の左脚又は右脚の別及びワーク長に応じてカットツール(切断刃)の動きが切断動作プログラム122として予め複数設定されるとともに、筋入れの部位が2以上に区分され、該区分された筋入れの部位に応じてカットツールの動きが対応付けられており、複数の筋入れ用アームに対して夫々異なる筋入れ部位が特定されている。
そして、コントローラ120にて、筋入れ用アームに特定された筋入れの部位に基づき、使用プログラム選別手段123にて該当するカットツール513の動きを選択し、該選択したカットツールの動きを制御するための制御信号を筋入れ用アームに送信することにより、複数の筋入れ用アームにて筋入れの一連の工程を行わせるようにしている。
具体例として、本実施形態では、ワーク1の筋入れ部位を少なくとも3つに区分している。直列に配置された筋入れ用アーム51,61,71において、第1の筋入れ用アーム51に対しては、ワーク1の筋入れ部位のうちひざ関節部5の上部から大腿骨3の下端までの部位を該アームの筋入れ部位と特定し、第1の筋入れ用アーム51では、図16(c)のラインeで示す筋入れカットを行なう。第2の筋入れ用アーム61に対しては、下腿骨2の上部からひざ関節5の下側までの部位を該アームの筋入れ部位と特定し、第2の筋入れ用アーム61では、図16(b)、(c)のラインfで示す筋入れカットを行なう。
第3の筋入れ用アーム71に対しては、下腿骨2の上部からちまき7aに入り、切断刃先端がさら骨6の側面を通り、ひざ関節部5の下側まで達する筋入れ部位を該アームの筋入れ部位と特定し、第3の筋入れ用アーム71では、図16(b)、(c)に示すラインgで示す筋入れカットを行なう。
第1の筋入れ用アーム51の切断動作を制御する時、ワーク1の左脚又は右脚の別及びワーク長、及び筋入れ用アーム51に特定された筋入れ部位に基づいて、使用プログラム選別手段123により切断動作プログラム122から該当するプログラムが選択され、筋入れ用アーム51のカットツール駆動装置511にカットツール513及び筋入れ用アーム51の動作を制御するための制御信号が送信される。
第2の筋入れ用アーム61又は第3の筋入れ用アーム71でも上記と同様に、ワーク1の左脚又は右脚の別、ワーク長及び筋入れ用アーム61又は筋入れ用アーム71に特定された部位に基づいて、使用プログラム選別手段123により切断動作プログラム122から該当するプログラムが選択され、筋入れ用アーム61又は71のカットツール駆動装置にカットツール及び筋入れ用アーム61又は71の動作を制御するための制御信号が送信される。
このように、筋入れ用アーム51,61,71に、筋入れの部位によって夫々機能分担させる上記プログラムをコントローラ120に実行させることにより、筋入れ動作を迅速に且つ正確に行わせることが可能となり、歩留まりを向上させ生産性を高めることが可能となる。
また、上記したように筋入れ部位を3つに区分することにより、ワーク1の切断動作を効率よく行うことが可能となり、且つ筋入れ後の肉の引き剥し工程にて引き剥し動作をスムーズに行うことができ、生産性をより向上させることが可能である。
尚、後述する後筋入れステーション80での後筋入れ工程においても、本構成を適用してもよい。
また、上記したように筋入れ部位を3つに区分することにより、ワーク1の切断動作を効率よく行うことが可能となり、且つ筋入れ後の肉の引き剥し工程にて引き剥し動作をスムーズに行うことができ、生産性をより向上させることが可能である。
尚、後述する後筋入れステーション80での後筋入れ工程においても、本構成を適用してもよい。
次に、第1~第3筋入れ筋入れステーションでの筋入れ方法をさらに詳しく説明する。まず、図19により、第1筋入れステーション50での筋入れ方法を、右脚ワーク1(R)を例に取って説明する。図19(a)は、図16と同様に、前処理により寛骨4を除去された右脚ワーク1(R)の縦断面図であり、図19(b)は、図19(a)中のD-D線に沿う横断面図である。なお、図中、細かいハッチング部xは骨表面に沿う切断面を示し、荒いハッチング部yは、肉部7の切断面を示す。また、3aaは大腿骨頭3aのうちの大腿球であり、3abは、大腿骨頭3aのうちの大転子である。
図2又は図16に示す筋入れラインeは、図19に示す切断ラインe1及びe2で構成されている。図19において、まず、切断ラインe1の筋入れを矢印方向に行なう。切断ラインe1は、次の切断ラインe2で、しんたま7aとうちもも7bとの境界を切り開く際に、しんたま7aの膜とうちもも7bの膜の間に切断刃515を入りやすくするためのきっかけをつくる役割をもつ。そのため、切断ラインe1を先に切断する。
次に、切断ラインe2の切断を行なう。切断ラインe2は、下腿骨2の脛骨2aに切り込み、脛骨2aの角部の膜を切り離しながら、ひざ関節部5まで切り進む。切断ラインe1をきっかけとして、しんたま7aとうちもも7b間の境界の膜間に切断刃515を滑り込ませる。その際、切断刃515の先端は大腿骨3の表面を切断する。しんたま7aとうちもも7bの境界は、切断刃515の中間部で切断する。そして、切断刃515で大腿球3aaの直上まで切り進んだ後、大転子3abの側面を切断し、大転子3abの直下を切り抜いて切断ラインe2を終了する。
次に、第2筋入れステーション60での筋入れ方法を図20に基づいて説明する。ここでも、右脚ワーク1(R)を用いた場合を示す。ここでの筋入れラインfは、切断ラインf1及びf2からなる。まず、切断ラインf1に沿って筋入れを行なう。右脚ワーク1(R)の場合、切断ラインf1は、脛骨2aの足首部8の側端部右側面に切込み始点f1(s)を定め、ここから切り込み、ひざ関節部5に向かって脛骨右側面に沿って脛骨2aのひざ関節部5の側端部まで切り進む。その際の切込み深さは、図20(b)の斜線x2で示すように、脛骨2aの半分ほどの深さとして、脛骨角部のちまき肉7dの膜の骨に対する結合を切り離していく。
図20(b)に示すように、切断ラインf1を切込み始点f1(s)からひざ関節部5付近に位置する切込み終点f1(e)まで伸ばす。このように、脛骨角部のちまき肉7dの膜結合を切り離せば、ちまき肉7dを容易に剥がすことができる。
次に、切断ラインf2の筋入れを行なう。切断ラインf2は、脛骨2aの中間部を切込み始点f2(s)とし、脛骨2aと腓骨2b間に切断刃515を挿入する。そして、切断刃515を脛骨側面に沿って、ひざ関節部5側へ移動させ、図20(c)の斜線x3に示すように、脛骨2aと腓骨2bの結合部まで切り進む。さらに、腓骨2bの付け根部分を切り抜き、腓骨2bを脛骨2aから分離する。これによって、ひざ関節部5に集中している筋をひざ関節部5から切断できる。
切断ラインf2は、さらに、ひざ関節部5を大腿骨3に沿って大腿球3aa側に切り進み、さら骨6の位置でさら骨側面に沿って切り抜く。
切断ラインf1及び切断ラインf2からなる筋入れによって、下腿骨2及びひざ関節部5に付着している肉、筋、腱等の生体組織の分離を容易にし、後工程の下腿骨分離ステーション90及び大腿骨分離ステーション100で行なわれる肉引き剥し工程で肉の分離を容易にすることができる。
切断ラインf1及び切断ラインf2からなる筋入れによって、下腿骨2及びひざ関節部5に付着している肉、筋、腱等の生体組織の分離を容易にし、後工程の下腿骨分離ステーション90及び大腿骨分離ステーション100で行なわれる肉引き剥し工程で肉の分離を容易にすることができる。
第2筋入れステーション60には、図18に示すワーク押え機構55が設けられている。ワーク押え機構55は、固定フレーム551に取り付けられたエアシリンダ552と、T字形の押えバー553と、エアシリンダ552と押えバー553とを連結するリンクバー554とから構成されている。押えバー553とリンクバー554とは一体に連結され、これらの連結部が固定フレーム551に固設されたブラケット555に回動可能に軸支されている。リンクバー554の他端はエアシリンダ552のシリンダロッド552aに連結されている。
切断ラインf2の網掛け部z(図20(c))を筋入れする時は、ワーク押え機構55を用いる。切断ラインf2のひざ関節部5及びさら骨6付近(網掛け部z)を切断する時は、ワーク1の筋入れ用アーム61側に向く正面に対して、ワーク1の裏側を切断することになるため、ワーク1が背面側から持ち上がる。ワーク1が持ち上がると、正確な切断ができなくなるため、押えバー553を用いる。即ち、図18(b)に示すように、エアシリンダ552を作動させて、押えバー553をワーク1の正面に当てる。
押えバー553でワーク1を正面側からサポート台530側に向かって押え付けることにより、ワーク1の浮き上がりを防止でき、正確な筋入れが可能になる。なお、ワーク押え機構55は、他の筋入れ時には用いる必要がないので、非動作時には押えバー553を図18(a)に示す位置に後退させておく。
次に、第3筋入れステーション70での筋入れ方法を図21及び図22に基づいて説明する。図21及び図22において、この筋入れ工程での切断ラインgは、脛骨2aの足首側端部に切り込みを入れ、この切り込み位置を切込み始点g(s)とする。そして、ひざ関節部5に向かって脛骨側面に沿って大腿骨3側に切り進む。その際の切込み深さは、図22(b)の斜線x4で示すように、脛骨2aの半分ほどの深さとして、脛骨2aと腓骨2b間の肉を切らないようにする。(脛骨・腓骨間の肉を切ってしまうと、脛骨・腓骨間の肉がすね肉7eと分離し、後工程の肉引き剥し工程で、脛骨・腓骨間の肉が骨に残ってしまう。)
図21(b)の斜線x4で示すように、ひざ関節部5では、切込み深さをひざ関節部5の骨幅すべてを切れる深さにし、ひざ関節部5の骨の表面形状に合わせた切断曲線を描いて切断する。図22(a)に示すように、ひざ関節部5の表面は3の字のような曲線を描くが、この部分の3つのポイント5a、5b、5cに筋肉が骨に結合する筋が多く存在するので、この部分で筋を確実に切るようにする。
次に、大腿球3aaに向かって大腿骨3の側面に沿って切り進み、大腿球3aaの上部を通って切り抜いて、切断ラインgの切込み終点g(e)とする。
次に、大腿球3aaに向かって大腿骨3の側面に沿って切り進み、大腿球3aaの上部を通って切り抜いて、切断ラインgの切込み終点g(e)とする。
切断ラインgは、必ず第1筋入れ工程の切断ラインeの後に行なう必要がある。図22(b)に比較例として示すように、切断ラインeを切断せずに切断ラインgを切断すると、大腿骨側面を切断する際に、うちもも7bを分断してしまう。
そのため、本実施形態では、図22(a)に示すように、まず、切断ラインeを切断して、しんたま7aとうちもも7bとの境界に存在する膜を切り開き、その後、切断ラインiの切断を行なうようにする。この切断方法では、うちもも7bを分断することはない。
そのため、本実施形態では、図22(a)に示すように、まず、切断ラインeを切断して、しんたま7aとうちもも7bとの境界に存在する膜を切り開き、その後、切断ラインiの切断を行なうようにする。この切断方法では、うちもも7bを分断することはない。
このように、本実施形態によれば、下腿骨分離ステーション90及び大腿骨分離ステーション100の前段階で、切断動作プログラムにより駆動される6軸多関節アーム51,61及び71を用いて筋入れ工程を行なうので、筋入れ工程を自動化できる。また、ワーク1の骨の複雑な3次元曲面に対応した切断動作を行なうことができるので、骨に残留する肉を少なくし、肉の歩留まりを向上させることができる。
また、ワーク1の搬送ラインに沿って3台の6軸多関節アームを並設し、3段階の筋入れ工程を3台の6軸多関節アームに分担させているので、1台の多関節アームで全筋入れ工程を行なう場合よりも、個々の多関節アームの筋入れ時間を短縮できる。そのため、ワーク搬送ラインの速度を速めることができ、停止時間のないワーク1の連続搬送による脱骨処理を可能にし、ワーク1の脱骨効率を高めることができる。
また、脱骨工程の初期段階で、ワーク1の右脚・左脚の判別及びワーク長の計測を行ない、この判別・計測結果に対応させて6種類の切断動作プログラムの中から最も合う切断動作プログラムを選定し、この選定した切断動作プログラムにより6軸多関節アームを作動させているので、切断刃515の動作軌跡を個々のワーク1に高精度に適合したものとすることができる。
さらには、切断刃515を刃進行方向mと直角方向pに自由度をもたせて支持すると共に、切断刃515を揺動可能に支持する弾性支持機構523を備えているので、該弾性支持機構により、切断刃515の動作軌跡と個々のワーク1との固体差に基づく誤差を吸収することができる。そのため、切断刃515を正確に骨の表面に倣わせることができ、肉の歩留まりを飛躍的に向上させることができる。
また、筋入れ工程を第1~第3筋入れ筋入れステーション50,60,70の順序で行なうことにより、即ち、切断ラインgを切断ラインeより後で行なうことにより、大腿骨周辺に存在するしんたま7a、うちもも7b及びそともも7cを損傷させずに分離でき、これら肉の商品価値を低下させないで脱骨処理を行なうことができる。
また、前述した筋入れ工程(切断ラインe→切断ラインf→切断ラインg)を行なうことにより、後工程での脱骨処理を容易に行なうことができる。
また、前述した筋入れ工程(切断ラインe→切断ラインf→切断ラインg)を行なうことにより、後工程での脱骨処理を容易に行なうことができる。
次に、ワーク1を後筋入れステーション80に搬送し、後筋入れ工程を行なう。ここでは、移動チェーン12を挟んで、右脚用丸刃装置81aと左脚用丸刃装置81bとが対向配置されている。ここでの筋入れ方法は、さら骨6の側面を丸刃カッタで長手方向に切断する。この筋入れラインは、図2及び図16(c)のhで表される。この場合、図4に示すように、左右脚判別手段121の判別結果からカッタ切替駆動装置83を作動させて、右脚用丸刃装置81a又は左脚用丸刃装置81bのどちらかを選択し駆動させる。
また、左右脚判別手段121の判別結果がクランパ駆動装置15にも送信され、クランパ駆動装置15の作動により、右脚ワーク1(R)の場合は、ワーク1(R)の正面が右脚用丸刃装置81aの方に向き、該右脚用丸刃装置81aで筋入れを行なう。左脚ワーク1(L)の場合は、ワーク1(L)の正面が左脚用丸刃装置81bのほうに向き、該左脚用丸刃装置81bで筋入れを行なうようにしている。ワーク1は、この向きのまま下腿骨分離ステーション90及び大腿骨分離ステーション100を通過するように構成されている。
これによって、後筋入れステーション80、下腿骨分離ステーション90及び大腿骨分離ステーション100では、ワーク1が右脚又は左脚のどちらでも、常に搬送方向bの上流側にさら骨6が位置した状態で搬送される。
これによって、後筋入れステーション80、下腿骨分離ステーション90及び大腿骨分離ステーション100では、ワーク1が右脚又は左脚のどちらでも、常に搬送方向bの上流側にさら骨6が位置した状態で搬送される。
後筋入れステーション80の筋入れ用丸刃装置81a又は81bによる筋入れ方法を図23により説明する。図23において、ワーク1の搬送ライン近傍に、支柱813とネジ棒814とが上下方向に立設されている。丸刃カッタ822と丸刃カッタ822の駆動装置を内蔵するケーシング821とからなるカッタユニットは、該ケーシング821に一体に固設されたブラケット823に支持されている。
基台820にはエアシリンダ824が取り付けられ、エアシリンダ824のシリンダロッド824aはブラケット823と連結され、この連結部にリンクバー825が軸826により回動可能に連結されている。リンクバー825は軸827により基台820に回動可能に取り付けられている。かかる構成により、カッタユニットは、エアシリンダ824の作動により、軸827を中心に回動し、カッタユニットの軸線tに直交する丸刃カッタ822のワーク1に対する刃角度を変更することができる。
基台820には、支柱813に沿って摺動可能な送り部816が一体に連結されている。送り部816には、メネジ孔をもつナット部817が一体に固設され、該ネジ棒814とナット部817とによりボールネジ機構を構成している。ネジ棒814の上端にはサーボモータ818が設置されている。
サーボモータ818が作動すると、サーボモータ818の出力軸と一体となったネジ棒814が回転し、ネジ棒814の回転により、ネジ棒814と一体となったナット部817が上下方向に移動する。これによって、ナット部817と一体の送り部816及び基台820が上下方向に移動する。
サーボモータ818が作動すると、サーボモータ818の出力軸と一体となったネジ棒814が回転し、ネジ棒814の回転により、ネジ棒814と一体となったナット部817が上下方向に移動する。これによって、ナット部817と一体の送り部816及び基台820が上下方向に移動する。
基台820の高さはサーボモータ818によってミリ単位で変更できる。サーボモータ818の回転速度を制御することによって、基台820の上下方向の移動速度を可変とすることができる。本実施形態では、丸刃カッタ822による切断開始高さ及び切断ストロークを、前述のワーク長検出装置41で検出したワーク長に応じて変更するようにしている。このように、切断開始位置をミリ単位で調整でき、ワーク1の大きさに合った切断開始位置を選択できるので、丸刃カッタ822が骨に食い込まない。
また、丸刃カッタ822の上下動をボールネジ機構で行なうので、丸刃カッタ822の下降速度が安定する。また、ワーク1の大きさに応じて切断終点を調整しているので、肉の歩留まりを向上できる。
また、丸刃カッタ822の上下動をボールネジ機構で行なうので、丸刃カッタ822の下降速度が安定する。また、ワーク1の大きさに応じて切断終点を調整しているので、肉の歩留まりを向上できる。
また、図23(b)に示すように、丸刃カッタ822の下降と同期させて、エアシリンダ824を作動させ、丸刃カッタ822の軸線tをt1→t3のように変更することにより、ワーク1に対する刃角度を変更し、さら骨6の側面に丸刃カッタ822の切断軌跡を追従させるようにしている。これによって、さら骨付近の肉の残留量を低減でき、肉歩留まりを向上することができる。
次に、下腿骨分離ステーション90で下腿骨部の肉引き剥し工程を行なう。この工程を右脚ワーク1(R)の場合を例にとって、模式図24により説明する。なお、後筋入れステーション80で、右脚ワーク1(R)は右脚用丸刃装置81a側へ正面を向け、左脚ワーク1(L)の場合は、左脚用丸刃装置81b側へ正面を向けて、後筋入れ工程を行なっており、ワーク1はそのままの向きで下腿骨分離ステーション90へ搬送される。
下腿骨分離ステーション90では、2段階のスクレーパによる肉引き剥しが行なわれる。図24において、まず、脛骨2aと腓骨2bとの間に挿入可能な鎌状の骨間挿入部912をもつ骨間スクレーパ911がワーク1(R)の搬送路に前進して、該骨間挿入部912が脛骨2aと腓骨2bとの間に挿入される。その後、ワーク1(R)の移動に伴って、ワーク1が斜め方向に引き上げられ、下腿骨部の肉引き剥しが行なわれる。
次に、スクレーパ931と揺動スクレーパ932とが、骨間スクレーパ911とは反対側からワーク1の搬送ライン12に前進して、図示のようにワーク1(R)に当接される。
次に、スクレーパ931と揺動スクレーパ932とが、骨間スクレーパ911とは反対側からワーク1の搬送ライン12に前進して、図示のようにワーク1(R)に当接される。
その後、ワーク1(R)の移動に伴って、ワーク1(R)が斜め方向に引き上げられ、スクレーパ931及び揺動スクレーパ932により、下腿骨部の肉引き剥しが行なわれる。なお、板状の揺動スクレーパ932は支軸932aを中心として上下方向に回動可能であり、図示しないバネにより下方に向う弾性力が付加される。
第1段階では、脛骨2aの裏側面(図24中、uの部分)に骨間スクレーパ911を当てて、この部分の肉引き剥しを確実に行ない、第2段階では、腓骨2bの外側面(図24中、vの部分)にスクレーパ931及び揺動スクレーパ932を当てて、この部分の肉引き剥しを確実に行なうようにしている。このように、2段階の肉引き剥し工程で、肉の歩留まりを向上できる。
図1に示すように、下腿骨分離ステーション90では、右脚用引き剥がし装置91a及び93aと左脚用引き剥がし装置91b及び93bが搬送ライン12を挟んで対面して配置されている。右脚ワーク1(R)の場合は、第1右脚用引き剥がし装置91aと第2右脚用引き剥がし装置93aとで下腿骨部の肉引き剥し工程を行なう。左脚ワーク1(L)の場合は、第1左脚用引き剥がし装置91bと第2左脚用引き剥がし装置93bとで肉引き剥し工程を行なう。即ち、左右判別手段121の判別結果がスクレーパ切替駆動装置92に送られ、スクレーパ切替駆動装置92によって、右脚用引き剥がし装置又は左脚用引き剥がし装置への切替えを行なう。次に、第1引き剥がし装置91の構成を、右脚用を例に取って図25~27により説明する。
図25及び図26は、第1右脚用引き剥がし装置91aを示し、図示しない第1左脚用引き剥がし装置91bは、搬送ライン12を中心として第1右脚用引き剥がし装置91aと左右対称に配置される。図25及び図26において、板状の骨間スクレーパ911は、脛骨2aと腓骨2bとの間に挿入可能であって、脛骨2aを受け入れる凹部912aを有する鎌状の骨間挿入部912をもち、基台910に対して、垂直軸913を中心として揺動可能に取り付けられている。骨間スクレーパ911と基台910との間には、骨間スクレーパ911を弾性的に支持して前記揺動を可能にするコイルバネ914が装着されている。
基台910は、フレーム920に設けられた案内レール921に対して摺動可能に嵌合したスライダ915を備え、これによって、搬送ライン12に対して進退する方向に往復動可能になっている。また、フレーム920に取り付けられたエアシリンダ923のシリンダロッド923aが基台910に接続されている。
また、フレーム920は、上下方向に立設された支柱922の案内レール924に摺動可能に嵌合するスライダ925を備え、これによって、エアシリンダ926の作動により上下方向に移動可能になっている。
また、フレーム920は、上下方向に立設された支柱922の案内レール924に摺動可能に嵌合するスライダ925を備え、これによって、エアシリンダ926の作動により上下方向に移動可能になっている。
また、骨間スクレーパ911及びコイルバネ914を含むスクレーパユニット916は、基台910に対して水平軸917によって回動可能に装着されている。そして、基台910に、スクレーパユニット916を水平に保持する力を付与するエアシリンダ918が設けられている。
かかる構成により、右脚ワーク1(R)が第1右脚用引き剥がし装置91aに接近した時に、エアシリンダ923が作動して基台910が搬送ライン12に向かって押出され、骨間スクレーパ911が搬送ライン12に位置する。骨間スクレーパ911はエアシリンダ918により水平状態を保持し、ワーク1が骨間スクレーパ911に到達すると、骨間スクレーパ911が脛骨2aと腓骨2b間に挿入され、骨間スクレーパ911の凹部912aに脛骨2aを受け入れる。クランパ11の搬送方向bへの移動によって、骨間スクレーパ911による肉引き剥しが始まり、同時に、エアシリンダ926によりフレーム920を下降させることにより、肉引き剥しを行なう。骨間スクレーパ911によって、脛骨2aと腓骨2b間、特に図24のu部分の肉を引き剥がす。
骨間スクレーパ911に閾値より過剰な負荷が加わった時に、骨間スクレーパ911を揺動させワーク1から離れるようにエアシリンダ918の空気圧を調整しておく。また、引き剥がし終了のタイミングは、ワーク長検出装置41の計測結果からクランパ11の搬送位置を算出することで分かるので、「引き剥がし終了位置+α」のタイミングで、エアシリンダ918のシリンダロッドを前進させるように設定しておく。エアシリンダ918をこのタイミングで前進させることにより、万が一、骨間スクレーパ911が脛骨・腓骨間に挟まっていても、エアシリンダ918の作動により、脛骨・腓骨間から骨間スクレーパ911を抜くことができる。従って、脛骨2aや腓骨2b、又は関節部5の骨を無用に破壊するおそれがないため、骨の破片が肉部に混入したり、あるいは肉部の無用な破損を生じさせて、肉の商品価値を低下させるおそれがない。
図27において、(a)は、クランパ11の凹部の中で余裕があり、脛骨2aとクランパ11の凹部との間に隙間s6がある場合を示す。(b)は、脛骨2aの幅が広く、骨間挿入部912の先端が脛骨2aと腓骨2b間から微妙にずれた場合を示す。(c)は、骨間挿入部912の先端が脛骨2aと腓骨2b間にある場合を示す。本実施形態では、コイルバネ914の弾性力で、骨間スクレーパ911を弾性的に支持しているので、これらいずれの場合でも、骨間挿入部912と脛骨2aとのズレを吸収して、骨間挿入部912を脛骨2aと腓骨2b間に挿入でき、肉引き剥し動作を確実に行なうことができる。
次に、第2右脚用引き剥がし装置93aの構成を図28~図30により説明する。図28及び図29において、板状のスクレーパ931が搬送ライン12に対面する位置で基台930に対して固設されている。スクレーパ931には、板状の揺動スクレーパ932が水平軸933を介して上下方向に揺動可能に装着されている。揺動スクレーパ932とスクレーパ931との間にはコイルバネ947が介装され、揺動スクレーパ932は、該コイルバネ947の弾性力によって、下方に向う弾性力を付与されている。基台930のスライダ934が、フレーム940の案内レール941に摺動可能に嵌合している。
また、フレーム940に取り付けられたエアシリンダ942のシリンダロッド942aが基台930に接続されている。これによって、基台930は、搬送ライン12に対して進退可能に構成されている。また、支柱943が垂直に立設され、フレーム940のスライダ944が支柱943の案内レール945に摺動可能に嵌合されている。また、フレーム940を案内レール945に沿って上下動させるエアシリンダ946が設けられ、これによって、フレーム940は、上下方向に移動可能に構成されている。
かかる構成によって、第1右脚用引き剥がし装置91aでの肉引き剥し工程を終えた右脚ワーク1(R)に対して、基台930を前進させ、スクレーパ931及び揺動スクレーパ932を右脚ワーク1(R)に当てる。クランパ11は一定速度で搬送方向bへ移動しているので、右脚ワーク1(R)はクランパ11に引っ張られ、前記スクレーパによる肉引き剥しが始まる。同時に、エアシリンダ946が作動してフレーム940を下降させるので、図30に示すように、右脚ワーク1(R)の搬送距離が短いうちに肉引き剥しを終了できる。
下腿骨分離ステーション90においては、ワーク1を搬送しながら、各スクレーパに対して斜め方向に引っ張るようにして肉引き剥しを行なうので、ワーク1を停止させることなく引き剥がしを行なうことができる。従って、脱骨処理ライン全体で設定される搬送速度を維持したまま、下腿骨部の肉引き剥しができるので、処理時間を短縮でき、処理効率を向上できる。このとき、クランパ11は揺動支点11aを介して移動チェーン12に取り付けられているので、搬送方向bへの傾動が容易である。
ワーク1の引っ張りと同時に、エアシリンダ946の加圧力でフレーム940を下降さながら肉を引き剥がすので、肉剥がし力を大きく取ることができ、剥がし効果を安定させることができる。従って、肉の歩留まりを向上させることができる。
ワーク1の引っ張りと同時に、エアシリンダ946の加圧力でフレーム940を下降さながら肉を引き剥がすので、肉剥がし力を大きく取ることができ、剥がし効果を安定させることができる。従って、肉の歩留まりを向上させることができる。
また、フレーム940を下降させることによって、右脚ワーク1(R)の搬送距離が短いうちに肉引き剥しを終了できるので、省スペース化が可能になると共に、剥がし工程後半に右脚ワーク1(R)が大きく傾かないので、剥がし箇所の断面積a1は小さい。従って、単位断面積当りの肉引き剥がし力を増大できると共に、スクレーパに直接骨が当るので、肉剥がし効果を高めることができる。従って、肉の歩留まりが向上する。
また、揺動スクレーパ932が、コイルバネ947の弾性力により腓骨部分を上方から押えるようにしているので、肉の剥離効果を高めることができる。
また、揺動スクレーパ932が、コイルバネ947の弾性力により腓骨部分を上方から押えるようにしているので、肉の剥離効果を高めることができる。
また、ワーク1(R)の引き上げに応じて、揺動スクレーパ932を腓骨2bの形状に追随して上方にスイングさせるように構成しているので、腓骨2bに必要以上の負荷を与えない。従って、腓骨2bを破損することなく、かつ腓骨2bの表面形状に追随して腓骨周囲の肉を歩留まり良く剥がすことができる。
次に、大腿骨分離ステーション100で、ワーク1の大腿骨部の脱骨を行なう。図1に示すように、大腿骨分離ステーション100には、大腿骨部脱骨装置101が設けられている。以下、大腿骨部脱骨装置101の構成を図31~図35により説明する。
図31に示すように、ミートセパレータ1012及び丸刃カッタ1031は、下部固定フレーム1011上に、ワーク搬送方向下流側に下降するように傾斜して配置されている。図32及び図33に示すように、大腿骨部脱骨装置101は、ワーク1の搬送ライン12に跨って設置される。図33に示すように、ワーク1の搬送ライン12を挟んで下部固定フレーム1011が立設され、該下部固定フレーム1011間にミートセパレータ1012が架設されている。
図31に示すように、ミートセパレータ1012及び丸刃カッタ1031は、下部固定フレーム1011上に、ワーク搬送方向下流側に下降するように傾斜して配置されている。図32及び図33に示すように、大腿骨部脱骨装置101は、ワーク1の搬送ライン12に跨って設置される。図33に示すように、ワーク1の搬送ライン12を挟んで下部固定フレーム1011が立設され、該下部固定フレーム1011間にミートセパレータ1012が架設されている。
図34に示すように、ミートセパレータ1012には、搬送方向bの上流側に向かって開口しワーク1のひざ関節部5の上部が挿入可能な大きさを有する入口1014を有する凹部1013が設けられ、凹部1013の最深部には、肉引き剥し時に大腿骨頭3aが凹部1013の縁に引っかからないように、大腿骨3の位置を中央に寄せるためのV字形溝1015が形成されている。
ミートセパレータ1012の下面にはミートセパレータ1012の凹部1013に挿入されたワーク1の足首部8がミートセパレータ1012から外れないようにチャックするチャッキング装置1020が装着されている。チャッキング装置1020は、ミートセパレータ1012の下面に取り付けられた一対のスイングプレート1021と、エアシリンダ1022と、エアシリンダ1022のシリンダロッド1023と該スイングプレート1021とを連結するリンクバー1024とから構成されている。
スイングプレート1021は、シリンダロッド1023の矢印d1方向の動きにより支点1025を基点として矢印e1方向に回動し、凹部1013の入口部1014を開閉可能にする。
スイングプレート1021は、シリンダロッド1023の矢印d1方向の動きにより支点1025を基点として矢印e1方向に回動し、凹部1013の入口部1014を開閉可能にする。
図32及び図33に示すように、ミートセパレータ1012の直上方には、肉引き剥し時の途中でさら骨下側及び大腿骨頭3aの中間部に周回りの切断を入れるとともに、大腿骨頭3aの下側で最終分離のための肉切り離しを行なう二対(合計4個)の丸刃カッタ1031が設けられている。これら丸刃カッタは、対ごとに別々の基台1030に支持されて、対ごとに独立して移動するように構成されている。丸刃カッタ1031の切断動作は、ワーク長検出装置41での計測結果から演算して求められる。丸刃カッタ1031は、上部フレーム1041に取り付けられたL字形リンクバー1042及び基台1030を介して取り付けられている。
L字形リンクバー1042は、軸1043を中心に回動可能に上部フレーム1041に取り付けられ、L字形リンクバー1042の一端は、ネジ棒1044により上下動する連結部材1045に連結されている。ネジ棒1044の上端には、ネジ棒1044を回転させるサーボモータ1046が設けられている。ネジ棒1044と連結部材1045とでボールネジ機構を構成している。
図35に示すように、丸刃カッタ1031及び丸刃カッタ1031の駆動装置を内蔵したケーシング1032からなるカッタユニットは、プレート1033を介してブラケット1034に連結されている。ブラケット1034は、水平軸1035を介して回動可能に連結部材1036に連結されている。連結部材1036は回動腕1037に連結され、回動腕1037は軸1038を中心に回動可能に基台1030に連結されている。L字形リンクバー1042は、リンク部材1047を介して基台1030に連結されている。
かかる構成により、サーボモータ1046の作動により、ネジ棒1044が回転し、連結部材1045が上下方向に移動する。これによって、軸1038が回動し、基台1030がワーク1側に接近又は退避する。基台1030に取り付けられた丸刃カッタ1031も同様にワーク1側に接近又は退避して、ワーク1の骨と肉の接合部を切断する。
また、基台1030には、各丸刃カッタ1031の夫々に対応してエアシリンダ1039が取り付けられている。エアシリンダ1039のシリンダロッド1040は、該回動腕1038に接続されている。各丸刃カッタ1031は、エアシリンダ1039の空気圧で弾性的に支持され、丸刃カッタ1031がワーク1から過剰な負荷を受けた時は、エアシリンダ1039の緩衝作用により矢印b1方向に退避可能に構成されている。
次に、大腿骨部の脱骨処理方法を図36により説明する。図36において、搬送方向bに移動してきたワーク1(R)は、搬送ライン12上でワーク1(R)のひざ関節部5の上部に相当する高さに設置されたミートセパレータ1012の凹部1013に進入する。ワーク1(R)が凹部1013に進入した時点で、エアシリンダ1022が作動して、スイングプレート1021を凹部1013の入口1014を閉じる方向に回動し、ワーク1(R)のチャッキングを行なう。これによって、ワーク1(R)が凹部1013から外れるおそれがなくなる。
その後、ワーク1(R)が引き続き搬送方向bに水平に一定速度で移動するので、図36に示すように、ワーク1(R)の足首部8が斜め上方に引張られる形となり、これによって、ワーク1(R)の重量がミートセパレータ1012の搬送方向下流側に付加され、凹部1013の最深部1015側に強く押付けられる。
これによって、ミートセパレータ1012による肉の剥がし効果が向上するとともに、ワーク1(R)の足首部8が搬送方向bに斜め上方に引張られることにより、ワーク1(R)の重量により引張り方向の肉部の上面がミートセパレータ1012の下面に強く押付けられる。また、ワーク1(R)のさら骨6が搬送方向上流側に位置した状態で引張られることにより、重力の作用でワーク1(R)がうちもも7b側に傾き、これによって、うちもも7bがミートセパレータ1012の下面に押付けられるので、うちもも7bの引き剥がし効果が増大すると共に、筋入れラインeを起点として矢印h1方向(図16(c)参照)に動く。そのため大腿骨3と凹部1013との隙間に肉が入り込む動きが発生せず、該隙間に肉詰まりが生じない。
特許文献1に開示した従来の自動除骨装置では、ワーク1の足首部8を垂直方向に引き上げるので、剥がした肉が骨側に巻き込むようになり、肉詰まりが生じる。このためミートセパレータによる剥がし動作を1回で完了することができず、肉詰まりをなくした上で、何度もやり直す必要があったが、本実施形態では、1回の剥がし動作で剥がし工程を完了することができる。
また手作業の場合、大腿骨に沿って少なくとも2回の筋入れを行なった後肉を引き剥す必要があったが、本実施形態では1回の筋入れ(工程3)のみで大腿骨部の肉を剥がすことができる。
また手作業の場合、大腿骨に沿って少なくとも2回の筋入れを行なった後肉を引き剥す必要があったが、本実施形態では1回の筋入れ(工程3)のみで大腿骨部の肉を剥がすことができる。
また、本実施形態では、丸刃カッタ1031により引き剥し途中の過程でさら骨6の下側及び大腿骨頭3aの中間部で少なくとも2回の骨の周面回りの筋入れを行い、骨の周面に付着する肉、筋、腱等の生体組織を切断することにより、歩留まりの良い肉分離を行なうことができる。このようにして、肉部7を大腿骨3から分離し、分離した肉部7を大腿骨部脱骨装置101の下方に配置されたコンベア102上に落下させる。コンベア102上に落下した肉部7は矢印c方向に搬送される。
本実施形態によれば、肉引き剥し工程を格段に簡素化でき、処理時間を短縮できるので、処理能力が向上する。また従来の自動除骨装置では、ミートセパレータとカッタ及びワークの引き上げ手段の組み合わせが多数組み必要であったが、本実施形態ではミートセパレータとカッタの組み合わせ1組とワークの搬送機構のみで同じ処理を可能としたので、大幅なコストダウンと省スペース化を達成できる。
また、本実施形態では、サーボモータ1046の回転動力をボールネジ機構で直線移動に変換し、リンク機構を介して丸刃カッタ1031を前後移動させる機構を採用しているので、丸刃カッタ1031の前後動作速度、動作タイミング及び動作位置を正確に制御できる。従って、丸刃カッタ1031の耐久性を向上させ、刃こぼれを防止でき、正確なタイミングで正確な切断が可能になる。
丸刃カッタ1031で骨に切り込んだ時、カッタ刃先は一定時間(0.5~1.0秒)骨に接触した状態になる。ワーク1はクランパ11で一定速度で連続搬送されるので、刃先と接触時間中にも、丸刃カッタ1031に対する骨の位置は随時変化する。そのため、丸刃カッタ1031が骨移動方向に対して、固定されて柔軟性がない場合、刃先にこじる力が働き、刃こぼれが生じてしまう。
本実施形態では、図35に示すように、丸刃カッタ1031を水平軸1035を中心に回動可能に装着しているため、刃先が骨に当った状態で骨が移動する力を利用して、水平軸1035を中心に丸刃カッタ1031が骨と共に、上方に動くことができる。このように、刃先を上方に傾動させることで、丸刃カッタ1031の刃こぼれを防止できる。
図35において、水平線Nが丸刃カッタ1031が骨に当った瞬間の位置を示し、点Mが丸刃カッタ1031が骨に当って上方に動いた位置を示す。
大腿骨3の上部は、骨が足首部8に向かって拡径された形状をなしているので、丸刃カッタ1031が上方に傾動しても刃先が骨表面から離れない。従って、刃先が退避した後でも骨周囲の肉、腱、筋等の生体組織を確実に切断できる。
図35において、水平線Nが丸刃カッタ1031が骨に当った瞬間の位置を示し、点Mが丸刃カッタ1031が骨に当って上方に動いた位置を示す。
大腿骨3の上部は、骨が足首部8に向かって拡径された形状をなしているので、丸刃カッタ1031が上方に傾動しても刃先が骨表面から離れない。従って、刃先が退避した後でも骨周囲の肉、腱、筋等の生体組織を確実に切断できる。
丸刃カッタ1031が骨から離れると重力により元の状態に戻る。本実施形態では、プレート1033が連結部材1036の下面に係止するように構成されているため、水平位置より下方に下降しない。
また、本実施形態では、丸刃カッタ1031をエアシリンダ1039で空気圧により弾性的に支持しているので、丸刃カッタ1031にワーク1から過剰な負荷が加わった時に、ワーク1から退避できるので、刃こぼれを防止できる。
また、本実施形態では、丸刃カッタ1031をエアシリンダ1039で空気圧により弾性的に支持しているので、丸刃カッタ1031にワーク1から過剰な負荷が加わった時に、ワーク1から退避できるので、刃こぼれを防止できる。
大腿骨分離ステーション100で肉部7と分離されクランパ11に残った骨は、骨排出ステーション110でクランパ11から外され、下方に配置されたコンベア111上に落下する。そして、矢印c方向に排出される。
このように、本実施形態によれば、豚もも部位の脱骨工程を自動化でき、オペレータの重労働を解消できると共に、肉の歩留まりを向上でき、かつ脱骨作業ラインの高速化を可能とし、作業効率を向上できる。さらに、豚もも部位の肉を損傷させずに分離させることにより、分離した豚もも肉の商品価値を低下させない。
例えば、1つの処理ステーションを7秒で通過させるようにワーク1の搬送速度を設定でき、これによって、1時間にワーク500本の脱骨処理を可能にする。
例えば、1つの処理ステーションを7秒で通過させるようにワーク1の搬送速度を設定でき、これによって、1時間にワーク500本の脱骨処理を可能にする。
本発明によれば、骨付き肉を搬送しながら脱骨処理を行なう脱骨装置において、搬送ラインに骨付き肉の載架作業を自動化でき、これによって、脱骨作業を省人化できる。
Claims (9)
- 骨付き肉を搬送装置で搬送しながら脱骨する脱骨工程で、該搬送装置に骨付き肉を載架させる方法において、
コンベア上に骨付き肉の先側突起部をコンベア進行方向に向けて載置して骨付き肉をコンベア下流側へ移送し、
コンベア下流側のコンベア面上に設けられ中央に該先側突起部が通過可能な間隔をもうけたV字形ガイドのガイド面で骨付き肉の移動を一時停滞させると共に、コンベア面の移動により骨付き肉の先側突起部を該間隔から前方に突き出すようにして該先側突起部を位置決めし、
予め設定された動作軌跡に沿って動作される把持部を有する多軸多関節アームで、位置決めされた該先側突起部を把持して搬送装置の載架部まで運ぶようにしたことを特徴とする骨付き肉の載架方法。 - 前記把持部の動作軌跡及び動作タイミングが脱骨工程全体の動作に合わせてプログラム制御されていることを特徴とする請求項1に記載の骨付き肉の載架方法。
- 多軸多関節アームの把持部で骨付き肉先側突起部のうちクランプ位置より骨付き肉本体側を把持し、多軸多関節アームの持ち上げ動作時に骨付き肉の自重により該把持部を骨付き肉に対しクランプ位置まで滑らせるようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の骨付き肉の載荷方法。
- 前記コンベアのコンベア面を骨付き肉の前処理用の台として兼用させたことを特徴とする請求項1~3のいずれかの項に記載の骨付き肉の載架方法。
- 多軸多関節アームの把持部で持ち上げた骨付き肉を搬送ラインの載荷部に設けられ骨付き肉の最狭部が嵌合する隙間を有するクランプ台に吊下し、
該クランプ台に設けられたプッシャにより、搬送装置に設けられたクランプ装置の動きと同期させながら骨付き肉を該クランプ装置に移し替えるようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の骨付き肉の載架方法。 - 骨付き肉を搬送装置で搬送し該搬送装置に沿って設けられた各処理ステーションで脱骨処理する脱骨装置で、該搬送装置に骨付き肉を載架させる装置において、
搬送ラインの載荷部近傍に設けられたコンベア、及び該コンベアのコンベア面上に設けられ中央に骨付き肉の先側突起部が通過可能な間隔をもうけたV字形ガイドと、
予め設定された動作軌跡に動作される把持部を備え、該V字形ガイドの間隔からコンベア進行方向に突き出した骨付き肉の先側突起部を該把持部で把持して搬送ラインの載架部まで運ぶ多軸多関節アームと、を備え、
V字形ガイドで一時停滞し該V字形ガイドの間隔から突き出して位置決めされた骨付き肉の先側突起部を多軸多関節アームの把持部で把持し、該載架部に運ぶように構成したことを特徴とする骨付き肉の載架装置。 - 多軸多関節アームの把持部を、互いに接近離隔自在であると共に、互いに対面する側に骨付き肉把持用の凹部を有する一対のクランプ片で構成し、
該一対のクランプ片で骨付き肉の先側突起部を把持して持ち上げた時に該凹部に骨付き肉の最細部を滑り込ませるようにしたことを特徴とする請求項6に記載の骨付き肉の載架装置。 - 請求項2に記載された骨付き肉の載架方法において、V字形ガイドの間隔から突き出した骨付き肉の先側突起部を把持して持ち上げ、搬送ラインの載荷部まで運ぶように多軸多関節アームの把持部を動作させることを特徴とする載架用動作プログラム。
- 多軸多関節アームの把持部を互いに接近離隔自在であると共に、互いに対面する側に骨付き肉把持用の凹部を有する一対のクランプ片で構成し、
前記動作プログラムが、多軸多関節アームの把持部で骨付き肉を持ち上げた時に、骨付き肉の自重で該凹部に骨付き肉が滑り込むのと同期させて、該クランプ片間の間隔を狭めるように動作させることを特徴とする請求項8に記載の載架用動作プログラム。
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